(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022183139
(43)【公開日】2022-12-08
(54)【発明の名称】管状部材移動装置
(51)【国際特許分類】
A61B 1/00 20060101AFI20221201BHJP
【FI】
A61B1/00 610
【審査請求】有
【請求項の数】13
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022087132
(22)【出願日】2022-05-27
(31)【優先権主張番号】10-2021-0068997
(32)【優先日】2021-05-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(31)【優先権主張番号】10-2022-0034302
(32)【優先日】2022-03-18
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(71)【出願人】
【識別番号】521382115
【氏名又は名称】エンド ロボティクス カンパニー リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110001612
【氏名又は名称】弁理士法人きさらぎ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】キム,ビュン ゴン
(72)【発明者】
【氏名】キム,キュンナム
(72)【発明者】
【氏名】ソ,イェチャン
【テーマコード(参考)】
4C161
【Fターム(参考)】
4C161DD03
4C161GG22
4C161JJ11
(57)【要約】 (修正有)
【課題】管状部材を自動で挿入または抽出できる管状部材移動装置を提供する。
【解決手段】本発明の一側面に係る管状部材移動装置は管状部材を移動させるための管状部材移動装置であって、前記管状部材が通る第1ハウジング;前記第1ハウジング内部で前記管状部材の一側部に配置される駆動ローラを含む駆動ローラ部;前記管状部材の他側部に配置される第1従動ローラを含む従動ローラ部;前記駆動ローラを回転させる駆動力を提供する第1アクチュエータ;および前記第1ハウジングと分離可能に結合され、内部に前記第1アクチュエータが収容される第2ハウジングを含むことができる。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
管状部材を移動させるための管状部材移動装置であって、
前記管状部材が通る第1ハウジング;
前記第1ハウジング内部で前記管状部材の一側部に配置される駆動ローラを含む駆動ローラ部;
前記管状部材の他側部に配置される第1従動ローラを含む従動ローラ部;
前記駆動ローラを回転させる駆動力を提供する第1アクチュエータ;および
前記第1ハウジングと分離可能に結合され、内部に前記第1アクチュエータが収容される第2ハウジングを含む、管状部材移動装置。
【請求項2】
前記第1従動ローラを、前記駆動ローラに隣接した第1位置より前記駆動ローラから遠い第2位置から前記第1位置に移動させるためのローラ作動部をさらに含む、請求項1に記載の管状部材移動装置。
【請求項3】
前記ローラ作動部は前記第1従動ローラを前記第2位置から前記第1位置に移動させ得る第2アクチュエータを含み、
前記第2アクチュエータは前記第2ハウジング内に位置する、請求項2に記載の管状部材移動装置。
【請求項4】
前記第2アクチュエータはリニアアクチュエータであり、
前記リニアアクチュエータは複数の連結部材を媒介として前記第1従動ローラに連結される、請求項3に記載の管状部材移動装置。
【請求項5】
前記ローラ作動部は第1ハウジング内部に配置されるものの、一側が第1軸を中心にピボット回転可能なように前記第1ハウジングに結合される第1リンク;前記第1リンクと前記第1従動ローラに結合される第2リンク;および前記第1リンクに連結され第1ハウジングに設置されるボタン部材を含む、請求項2に記載の管状部材移動装置。
【請求項6】
前記ボタン部材には外力が印加されていない状態で、前記ボタン部材が前記第1ハウジングの外側に突出して前記第1従動ローラが前記管状部材の直径より前記駆動ローラから離隔するように弾性力を提供する弾性部材が備えられる、請求項5に記載の管状部材移動装置。
【請求項7】
前記ローラ作動部は前記第1従動ローラを前記第2位置から前記第1位置方向に弾性的に加圧する弾性部材を含む、請求項2に記載の管状部材移動装置。
【請求項8】
前記従動ローラ部は前記管状部材の長さ方向に前記第1従動ローラから離隔配置される第2従動ローラを含み、
前記駆動ローラは前記管状部材の長さ方向に前記第1および第2従動ローラ間に位置する、請求項1に記載の管状部材移動装置。
【請求項9】
前記管状部材は前記第1ハウジング内で前記駆動ローラの外周面に沿って所定の曲率を有して曲がりながら移動する、請求項8に記載の管状部材移動装置。
【請求項10】
前記第1および第2従動ローラの直径は前記駆動ローラの直径より小さい、請求項8に記載の管状部材移動装置。
【請求項11】
前記第1ハウジングには前記管状部材を案内するためのガイド部材が備えられる、請求項1に記載の管状部材移動装置。
【請求項12】
前記管状部材は前記第1ハウジングを貫通して通るものの、前記第2ハウジングの外側に配置される、請求項1に記載の管状部材移動装置。
【請求項13】
前記第2ハウジングには前記第1アクチュエータを駆動するための操作ボタンが備えられる、請求項1に記載の管状部材移動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は管状部材移動装置に関し、より具体的には管状部材を移動させ得る管状部材移動装置に関する。
【背景技術】
【0002】
内視鏡は手術または解剖検査をしなくては直接観察できない臓器の病変を確認するために、身体の内部に機械を挿入して観察できるように考案された機構である。最近では患者の身体を切開せずとも臓器の内部を施術するための多様な種類の手術機構が考案されている。
【0003】
このような内視鏡用機構で人体に挿入される部分は、一般的に身体の構造的特徴と手術部位の最小化などのために管状部材で形成される。例えば、手術機構付き内視鏡を患者の身体内部に挿入して手術を進行する装置が開発されてきた。
【0004】
その他にも、挿入および抽出の便宜と効率のために管状部材は構造物や配管の内部を確認および検査するための装置に広く使われている。
【0005】
産業および医療現場で使われる管状部材は、作業過程で反復的な挿入および抽出がなされる。このために、相当な時間と労働が必要とされる。挿入および抽出作業に所要する時間と労働を節約するために、自動で管状部材を挿入または抽出する移動装置が開発されてきた。
【0006】
このような移動装置はモータから駆動力が伝達されて回転する駆動ローラと自由に回転する従動ローラが管状部材の両側部に接して配置される構造を含み、駆動ローラと管状部材の間に発生する摩擦力を利用して管状部材を移動させる。
【0007】
しかし、従来の移動装置は管状部材と駆動ローラが接触する面積が充分でないため、モータで発生する駆動力が管状部材に効率的に伝達され得ない問題点があった。
【0008】
また、従来の移動装置は管状部材によって内部が汚染されると、移動装置全体を洗浄したり取り替えなければならないため、洗浄過程でモータなどの電子部品が損傷したり再使用可能な部品を廃棄して資源が浪費される問題点があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明は前記のような点を勘案して案出されたもので、本発明の目的は管状部材を自動で挿入または抽出できる管状部材移動装置を提供することである。
【0010】
本発明の他の目的は、管状部材を自動で挿入したり抽出する自動モードと管状部材を手動で挿入したり抽出する手動モードへの切り替え、またはその反対への切り替えが容易な管状部材移動装置を提供することである。
【0011】
本発明のさらに他の目的は、駆動ローラと管状部材の間の接触面積を広げることによって、管状部材を効率的に移動させ得る管状部材移動装置を提供することである。
【0012】
本発明のさらに他の目的は、管状部材によって汚染された部品のみを分離して取り替えたり洗浄できる管状部材移動装置を提供することである。
【0013】
本発明の課題は以上で言及した課題に制限されず、言及されていないさらに他の課題は以下の記載から本発明が属する技術分野の通常の技術者に明確に理解され得るであろう。
【課題を解決するための手段】
【0014】
本発明の一側面によると、管状部材を移動させるための管状部材移動装置であって、前記管状部材が通る第1ハウジング;前記第1ハウジング内部で前記管状部材の一側部に配置される駆動ローラを含む駆動ローラ部;前記管状部材の他側部に配置される第1従動ローラを含む従動ローラ部;前記駆動ローラを回転させる駆動力を提供する第1アクチュエータ;および前記第1ハウジングと分離可能に結合され、内部に前記第1アクチュエータが収容される第2ハウジングを含む、管状部材移動装置が提供される。
【0015】
この時、前記第1従動ローラを、前記駆動ローラに隣接した第1位置より前記駆動ローラから遠い第2位置から前記第1位置に移動させるためのローラ作動部をさらに含むことができる。
【0016】
この時、前記ローラ作動部は前記第1従動ローラを前記第2位置から前記第1位置に移動させ得る第2アクチュエータを含み、前記第2アクチュエータは前記第2ハウジング内に位置し得る。
【0017】
この時、前記第2アクチュエータはリニアアクチュエータであり、前記リニアアクチュエータは複数の連結部材を媒介として前記第1従動ローラに連結され得る。
【0018】
この時、前記ローラ作動部は第1ハウジング内部に配置されるものの、一側が第1軸を中心にピボット回転可能なように前記第1ハウジングに結合される第1リンク;前記第1リンクと前記第1従動ローラに結合される第2リンク;および前記第1リンクに連結され第1ハウジングに設置されるボタン部材を含むことができる。
【0019】
この時、前記ボタン部材には外力が印加されていない状態で、前記ボタン部材が前記第1ハウジングの外側に突出して前記第1従動ローラが前記管状部材の直径より前記駆動ローラから離隔するように弾性力を提供する弾性部材が備えられ得る。
【0020】
この時、前記ローラ作動部は前記第1従動ローラを前記第2位置から前記第1位置方向に弾性的に加圧する弾性部材を含むことができる。
【0021】
この時、前記従動ローラ部は前記管状部材の長さ方向に前記第1従動ローラから離隔配置される第2従動ローラを含み、前記駆動ローラは前記管状部材の長さ方向に前記第1および第2従動ローラの間に位置し得る。
【0022】
この時、前記管状部材は前記第1ハウジング内で前記駆動ローラの外周面に沿って所定の曲率を有して曲がりながら移動することができる。
【0023】
この時、前記第1および第2従動ローラの直径は前記駆動ローラの直径より小さくてもよい。
【0024】
この時、前記第1ハウジングには前記管状部材を案内するためのガイド部材が備えられ得る。
【0025】
この時、前記管状部材は前記第1ハウジングを貫通して通るものの、前記第2ハウジングの外側に配置され得る。
【0026】
この時、前記第2ハウジングには前記第1アクチュエータを駆動するための操作ボタンが備えられ得る。
【発明の効果】
【0027】
本発明の実施例に係る管状部材移動装置は、アクチュエータから駆動力が提供されて回転する駆動ローラ部が管状部材に移動方向に摩擦力を印加するため、管状部材を自動で挿入または抽出することができる。
【0028】
また、本発明の実施例に係る管状部材移動装置は、ローラ作動部が従動ローラを駆動ローラに隣接するように位置させたり従動ローラを駆動ローラから離隔させることができるため、自動モードから手動モードまたはその反対への切り替えが容易になされ得る。
【0029】
また、本発明の実施例に係る管状部材移動装置は、駆動ローラとアクチュエータが隣接して配置され、従動ローラとローラ作動部が隣接して配置されるため、内部構成要素の配置がコンパクトであり、前後方の幅が薄くて軽く、動力伝達効率が優秀である。
【0030】
また、本発明の実施例に係る管状部材移動装置は、アクチュエータを収容する第2ハウジングとローラ作動部が管状部材を中心に対向配置されるため、使用者の操作便宜性と効率性を増大させることができる。
【0031】
また、本発明の実施例に係る管状部材移動装置は、ローラ作動部が従動ローラを駆動ローラ側に弾性的に加圧する弾性部材を含むため、従動ローラが管状部材を管状部材の直径と無関係に所定の力で加圧することができる。
【0032】
また、本発明の実施例に係る管状部材移動装置は、複数個の従動ローラが管状部材を駆動ローラ側に加圧することによって管状部材が曲がりながら駆動ローラの外周面を囲むことになるため、駆動ローラと管状部材の間の接触面積を広げることができる。
【0033】
本発明の効果は前述した効果に限定されず、言及されていない効果は本明細書および添付された図面から本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に明確に理解され得るであろう。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【
図1】本発明の第1実施例に係る管状部材移動装置の斜視図である。
【
図2】本発明の第1実施例に係る管状部材移動装置の正面図である。
【
図3】本発明の第1実施例に係る管状部材移動装置の背面図である。
【
図4】本発明の第1実施例に係る管状部材移動装置のローラ、管状部材およびガイド部材を図示した図面であって、
図4の(a)は斜視図であり、
図4の(b)は平面図である。
【
図5】本発明の第1実施例に係る管状部材移動装置の手動モードと自動モードによる第2アクチュエータとローラを図示した図面であって、
図5の(a)は自動モードである状態を図示した図面であり、
図5の(b)は手動モードである状態を図示した図面である。
【
図6】本発明の第1実施例に係る管状部材移動装置の第1ハウジングと第2ハウジングが分離された状態を図示した図面である。
【
図7】本発明の第1実施例に係る管状部材移動装置の連結部材が手動で移動する状態を図示した図面である。
【
図8】本発明の第1実施例に係る管状部材移動装置の変形例を説明するための図面である。
【
図9】本発明の第2実施例に係る管状部材移動装置の斜視図である。
【
図10】本発明の第2実施例に係る管状部材移動装置の分解斜視図である。
【
図11】本発明の第2実施例に係る管状部材移動装置の分解斜視図である。
【
図12】本発明の第2実施例に係る管状部材移動装置の第1ハウジングおよびこれに収容される構成を他の角度から見た斜視図である。
【
図13】本発明の第2実施例に係る管状部材移動装置の駆動ローラ、従動ローラ、駆動ローラおよび従動ローラの回転軸、第1ギアおよび管状部材を図示した平面図である。
【
図14】本発明の第2実施例に係る管状部材移動装置の作動過程を説明するための図面であって、
図14は従動ローラが第1位置に位置した状態(自動モード)を図示した図面である。
【
図15】本発明の第2実施例に係る管状部材移動装置の作動過程を説明するための図面であって、
図15は従動ローラが第2位置に位置した状態(手動モード)を図示した図面である。
【
図16】本発明の第2実施例に係る管状部材移動装置の変形例を図示した図面である。
【
図17】本発明の第3実施例に係る管状部材移動装置を説明するための図面である。
【
図18】本発明の第3実施例に係る管状部材移動装置を説明するための図面である。
【
図19】本発明の第3実施例に係る管状部材移動装置の変形例を説明するための図面である。
【発明を実施するための形態】
【0035】
以下、添付した図面を参照して本発明の実施例について本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。本発明は多様な異なる形態で具現され得、ここで説明する実施例に限定されない。本発明を明確に説明するために図面で説明にかかわらない部分は省略したし、明細書全体を通じて同一または類似する構成要素については同一の参照符号を付した。
【0036】
本明細書および特許請求の範囲に使われた単語と用語は通常的または辞書的な意味に限定解釈されず、自身の発明を最善の方法で説明するために発明者が用語と概念を定義できる原則に則って本発明の技術的思想に符合する意味と概念で解釈されるべきである。
【0037】
本明細書で、「含む」または「有する」等の用語は明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを説明しようとするものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものなどの存在または付加の可能性を予め排除しないものと理解されるべきである。
【0038】
或る構成要素が他の構成要素の「前方」、「後方」、「上部」または「下部」にあるということは、特に事情がない限り他の構成要素とすぐに接して「前方」、「後方」、「上部」または「下部」に配置されることだけでなく、その中間にさらに他の構成要素が配置される場合も含む。また、或る構成要素が他の構成要素と「連結」されているということは、特に事情がない限り互いに直接連結されることだけでなく間接的に互いに連結される場合も含む。
【0039】
本発明の実施例に係る管状部材移動装置は、従動ローラを含む従動ローラ部が管状部材を駆動ローラに密着させることにより、管状部材と駆動ローラ間に発生する摩擦力を利用して管状部材を移動させ得る管状部材移動装置に関する。
【0040】
この時、本発明の実施例に係る管状部材移動装置は、従動ローラを駆動ローラ側またはその反対方向に移動させ得るローラ作動部を含んで管状部材を駆動ローラに密着させたり離隔させることができるため、自動モードから手動モードまたはその反対への切り替えが容易であり、管状部材と駆動ローラの間の接触面積を増大させることができる。
【0041】
一方、管状部材は例えば、数mm~数cmの直径を有して長く延びた部材を意味し得る。管状部材移動装置が移動させ得る管状部材の直径は管状部材移動装置の構成要素の大きさにより多様に選択され得る。
【0042】
一実施例として、管状部材は内視鏡の一部であるか内視鏡と共に使われる手術用道具あるいは装置の一部であり得る。ただし、本発明の一実施例に係る管状部材を移動させるための管状部材移動装置は、内視鏡装置の一部あるいは内視鏡用機構の一部を移動させるためのものに限定されない。
【0043】
以下、本発明の第1実施例に係る管状部材移動装置を説明することにする。
【0044】
図1は、本発明の第1実施例に係る管状部材移動装置の斜視図である。
図2は、本発明の第1実施例に係る管状部材移動装置の正面図である。
図3は、本発明の第1実施例に係る管状部材移動装置の背面図である。
図4は本発明の第1実施例に係る管状部材移動装置のローラ、管状部材およびガイド部材を図示した図面であって、
図4の(a)は斜視図であり、
図4の(b)は平面図である。
【0045】
この時、
図1~
図3において、第1および第2ハウジングによって透視される構成は点線で示した。
【0046】
図1および
図2を参照すると、本発明の第1実施例に係る管状部材移動装置1はハウジング10、駆動ローラ部20、従動ローラ部30、第1アクチュエータ40、第2アクチュエータ42、動力伝達部材50およびローラ作動部60を含むことができる。
【0047】
ハウジング10は第1ハウジング11および第2ハウジング17からなる。第1ハウジング11は駆動ローラ部20、従動ローラ部30およびガイド部材12、14を内部に収容して保護する。この時、駆動ローラ部20は駆動ローラ21を含み、従動ローラ部30は従動ローラ31を含む。
【0048】
第1ハウジング11は内部に駆動ローラ21、従動ローラ31およびガイド部材12、14が設置されるように十分な大きさのボックス状構造体で形成される。
【0049】
図1および
図2を参照すると、駆動ローラ21は第1ハウジング11の中心部に位置し、従動ローラ31と駆動ローラ21は両ローラ21、31の間にガイド部材12、14が位置できるように適切な距離をおいて位置する。適切な距離については後述する。
【0050】
図4を参照すると、駆動ローラ21および従動ローラ31は一定の厚さを有する円板状部材であって、外周面には管状部材2の外周部に対応する溝21a、31aが形成されている。
【0051】
本実施例で、駆動ローラ21および従動ローラ31の溝21a、31aは管状部材2の形状に従って半円形で形成されているが、管状部材2の断面の形状により楕円状などで形成され得ることは言うまでもない。
【0052】
図4の(b)を参照すると、ローラ溝21a、31aが管状部材2の外周部に対応するように形成されると、管状部材2の外周部の大部分がローラ21、31の外周面に接することになって、ローラ21、31の外周面と管状部材2の間の接触面積がさらに広くなり得る。
【0053】
また、ローラ21、31の外周面にゴムパッド等からなる摩擦部材(図示されず)を設置して、管状部材2とローラ21、31の外周面の間の摩擦係数を増加させることができる。
【0054】
図1を参照すると、ローラ21、31の中心にはローラ軸22、32が共に回転可能に設置される。
【0055】
ローラ軸22、32は一定の長さで延びて形成されるロッドの形状を有する部材であって、一定の強度を有する金属やプラスチックなどからなり得る。第1ハウジング11の中心には駆動ローラ軸22がx軸方向に固定されるように設置され、従動ローラ軸32は駆動ローラ軸22のy軸方向に一定の距離をおいて並んで設置される。
【0056】
ローラ軸22、32の両端は第1ハウジング11の内壁に回転可能に設置される。このために第1ハウジング11とローラ軸22、32の間にベアリング部材(図示されず)が備えられ得る。
【0057】
図1を参照すると、駆動ローラ軸22には駆動ローラ21とx軸方向に一定の距離をおいて回転力が伝達されて駆動ローラ21を回転させることができるギアが設置される。
【0058】
従動ローラ軸32には従動ローラ31とx軸の反対方向に一定の距離をおいて第3連結部材66が設置される。第3連結部材66は従動ローラ軸32をy軸方向に移動させ得る力を伝達する。この時、第3結合部材66と従動ローラ軸32の間にはベアリング部材(図示されず)が備えられ、互いに相対的に回転することができる。第3結合部材66については後述することにする。
【0059】
図4を参照すると、ガイド部材12、14は第1ガイド部材12と第2ガイド部材14を含む。
【0060】
本実施例で、ガイド部材12、14は駆動ローラ21と従動ローラ31の間に位置するものの、第1ガイド部材12と第2ガイド部材14は管状部材2が駆動ローラ21および従動ローラ31の外周面と直接接触できるように離隔配置される。
【0061】
他の実施例として、第1ガイド部材12と第2ガイド部材14が一体に形成されるものの、ガイド部材12、14の外周面のうち管状部材2とローラ21、31が接触する部分のみ貫通ホールが形成され得る。
【0062】
図3および
図4を参照すると、管状部材2がハウジングを貫通する入口13と出口15はそれぞれ第1ハウジング11の上面および下面に形成される。ガイド部材12、14は管状部材2が第1ハウジング11を貫通できるように、第1ハウジング11の出口15と入口13を連結する。
【0063】
本実施例によると、ガイド部材12、14は直線で形成されて入口13と出口15を連結する。しかし、他の実施例で、ガイド部材12、14は管状部材2の柔軟性、入口13と出口15の位置および第1ハウジング11の内部構成要素の配置により、曲線の形状で形成され得る。
【0064】
また、さらに他の実施例で、ガイド部材12、14は管状部材2がガイド部材12、14によって第1ハウジング11の内側に案内されるように、第1ハウジング11の外側に突出形成され得る。
【0065】
一方、第2ハウジング17は第1アクチュエータ40および第2アクチュエータ42を内部に収容して保護できるように、十分に大きい大きさのボックス状構造体で形成される。
【0066】
図1を参照すると、第2ハウジング17は第1ハウジング11の右下に設置され得る。ただし、第1ハウジング11と第2ハウジング17の相対的な位置は内視鏡用器具を使う使用者の便宜性または管状部材移動装置1の構成要素の配置により適切に配置され得る。
【0067】
例えば、人体用内視鏡を使う医師の施術または手術環境を考慮すると、第2ハウジング17は
図2から見る時、第1ハウジング11の入口13の右下または左下に設置されることが好ましい。
【0068】
図1から見る時、第2ハウジング17内部の左側には第1アクチュエータ40が配置され、第1アクチュエータ40の後方には第2アクチュエータ42が配置される。
【0069】
第1アクチュエータ40は駆動ローラ21を回転させる駆動力を発生させ、第2アクチュエータ42は従動ローラ31をy軸方向に線形運動させる駆動力を発生させる。本実施例で、第1アクチュエータ40は回転モータであり、第2アクチュエータ42は特定部材を線形移動させ得るリニアモータである。
【0070】
第1アクチュエータ40と駆動ローラ21の間には駆動力を伝達するための動力伝達部材50が位置し、第2アクチュエータ42と従動ローラ21の間には駆動力を伝達するためのローラ作動部60が位置する。
【0071】
この時、第1アクチュエータ40の一側には第1アクチュエータ40によって回転する回転軸が備えられ、前記回転軸はx軸方向にローラ中心軸22、32と平行に配置される。
【0072】
図1および
図2を参照すると、本実施例で第1アクチュエータ40は第1ハウジング11内部に設置される動力伝達部材50を通じて、駆動ローラ軸22に駆動力を伝達する。
【0073】
この時、動力伝達部材50は第1~第3ギア52、54、56を含む。第1~第3ギア52、54、56はスパーギアで形成される。第1ギア52は第1アクチュエータ40の回転軸に備えられ、第3ギア56は駆動ローラ軸22に備えられる。第2ギア54は第1および第3ギア52、56と連結される。
【0074】
第1~第3ギア52、54、56の歯数によって第1アクチュエータ40の回転数と駆動ローラ21の回転数の比、回転方向およびトルク比を調整することができる。
【0075】
しかし、動力伝達部材50の第1~第3ギア52、54、56はスパーギアに限定されるものではない。例えば、第1および第3ギア52、56がウォームホイールで形成され、第2ギア54がウォーム軸で形成され得る。この場合、バックラッシュが少ないので管状部材2の移動量を正確に制御することができる。
【0076】
この時、
図1を参照すると、第1および第2ハウジング11、17が互いに対向する面には長方形の開口18が形成される。前記開口18を通じて第1ハウジング11の内部と第2ハウジング17の内部が互いに連通される。第1アクチュエータ40に設置された第1ギア52の一側部は開口18を通じて第2ギア54と連結される。
【0077】
一方、
図3を参照すると、ローラ作動部60が設けられる。ローラ作動部60は第2アクチュエータ42により発生する駆動力を従動ローラ31に伝達する機能を遂行する。ローラ作動部60は第1、第2および第3連結部材62、64、66を含む。この時、ローラ作動部60は所定の剛性を有する金属などの材料で形成され得る。
【0078】
第1連結部材62は第2アクチュエータ42の一側から第1ハウジング11の内側にz軸方向に沿って延長形成され、第2連結部材64は第2ハウジング17内部からx軸方向に延長形成される。この時、第1および第2連結部材62、64の一端は互いに結合される。
【0079】
前述した通り、第3連結部材66は従動ローラ軸32に互いに相対回転可能に結合される。第2連結部材64の他端は第3連結部材66と結合される。
【0080】
しかし、第2アクチュエータ42の駆動力が従動ローラ31に伝達され得るのであれば、第1~第3連結部材62、64、66の間の結合構造には特に制限はない。例えば、ガイド溝およびガイド突起のスライディング結合方式などによってなされ得る。また、ローラ作動部60が一体に形成されてもよい。
【0081】
図1および
図3を参照すると、第2アクチュエータ42がローラ作動部60を線形運動させる場合、ローラ作動部60の第3連結部材66に結合された従動ローラ中心軸32を線形運動させ、これに伴い従動ローラ31が線形運動することになる。
【0082】
図示されてはいないが、従動ローラ31がy軸方向に移動することを案内できるように、第1ハウジング11の内壁には別途のガイド部が形成され得る。
【0083】
この時、第1ハウジング11と第2ハウジング17が互いに対向して結合される面には、これらの側壁を貫通する第1連結部材62が円滑に運動できるように、ガイドホール19が形成される。
【0084】
一方、本実施例で、第1アクチュエータ40と駆動ローラ21の間の距離が第2アクチュエータ42と従動ローラ31の間の距離より近く備えられ得る。これに伴い、構成要素の大きさおよび内部設計を単純化でき、動力伝達部材50による動力伝達効率を改善することができる。また、内部構成要素の配置をコンパクトにできるため、前後方の幅が薄くて軽い管状部材移動装置1を提供することができる。
【0085】
この時、第1アクチュエータ40と駆動ローラ21の間の距離は、駆動ローラ21に駆動力を効果的に伝達するためにできるだけ近いのが好ましい。これに比べて、ローラ作動部60は従動ローラ31を線形移動させる動作のみを遂行すればよいため、第2アクチュエータ42と従動ローラ31間の距離が比較的遠くなっても、動力伝達効率の減少および設計の単純化などに不利な面が少ない。
【0086】
したがって、本実施例で第1アクチュエータ40と駆動ローラ21の間の距離は第2アクチュエータ42と従動ローラ31の間の距離より短いように構成される。
【0087】
ただし、このようなローラ21、31とアクチュエータ40、42の配置は例示的なものであり、管状部材移動装置1が使われる作業環境、動力伝達部材50およびローラ作動部60を構成する要素の特性および製造工程などに合わせて適切に変更され得る。
【0088】
以下、本発明の第1実施例に係る管状部材移動装置の自動モードと手動モードについて説明する。
【0089】
図5は本発明の第1実施例に係る管状部材移動装置の手動モードと自動モードによる第2アクチュエータとローラを図示した図面であって、
図5の(a)は自動モードである状態を図示した図面であり、
図5の(b)は手動モードである状態を図示した図面である。
【0090】
本実施例で、駆動ローラ21は第1ハウジング11内部に位置固定されて移動しないが、従動ローラ31は第2アクチュエータ42によって水平方向に移動することができる。
【0091】
この時、自動モードである場合の駆動ローラ中心軸22と従動ローラ中心軸32の間の距離をL1とし、手動モードである場合の駆動ローラ中心軸22と従動ローラ中心軸32の間の距離をL2とする。したがって、第2アクチュエータ42は従動ローラ31を「L2-L1」の距離だけ移動させることができる。
【0092】
図5の(a)を参照すると、自動モードの場合は駆動ローラ21と従動ローラ31の間の距離が近いので、駆動ローラ21の外周面に接して力を受ける管状部材2を従動ローラ31の外周面が支持できるようになる。
【0093】
したがって、駆動ローラ21の外周面が管状部材2に対して水平方向に垂直抗力を発生させることができる。これに伴い、駆動ローラ21と管状部材2の間の摩擦力によって管状部材2が駆動ローラ21の外周面に沿って
図5から見る時、上側方向に移動することになる。以下、自動モードでの従動ローラ31の位置を「第1位置」とする。
【0094】
駆動ローラ21が時計回り方向に回転する場合、管状部材2は出口方向に挿入されて移動され、駆動ローラ21が反時計回り方向に回転する場合、管状部材2は入口方向から抽出される。これに伴い、本発明によって自動で管状部材2を移動させ得る。
【0095】
この時、駆動ローラ21と従動ローラ31の間の距離は、管状部材2が摩擦力によって移動できるように、適切に調整されるべきであることは言うまでもない。ローラ21、31の間の距離が過度に近い場合、管状部材2がローラ21、31の間に挟まれて移動が不可能となり、ローラ21、31の間の距離が遠い場合、垂直抗力が発生しないので摩擦力による管状部材2の移動がなされなくなる。
【0096】
一方、
図5の(b)を参照すると、手動モードの場合、従動ローラ31は駆動ローラ21から遠ざかる方向に「L2-L1」だけ移動する。これに伴い、管状部材2と従動ローラ31間には空間が形成されるため、垂直抗力が発生できなくなる。したがって、ローラ21、31の外周面は管状部材2を加圧できなくなる。
【0097】
これに伴い、ローラ21、31と管状部材2の間には摩擦力が発生できないため、第1アクチュエータ40の駆動力による管状部材2の移動はなされ得ない。以下、手動モードでの従動ローラ31の位置を「第2位置」とする。この場合、使用者は管状部材2の移動を手で調整することができる。
【0098】
このように、本実施例に係る管状部材移動装置1によると、使用者は自動モードを通じて目的とする長さだけの管状部材2を自動で移動させて体力的負担を緩和することができる。また、その後に使用者は管状部材移動装置1を手動モードに切り替えて管状部材2を細密に直接移動させることによって、管状部材2の移動量を精密に調節することができる。
【0099】
一方、再び
図1を参照すると、本発明の第1実施例に係る管状部材移動装置1は制御部70を含むことができる。制御部70は第2アクチュエータ42を制御して従動ローラ31を第1位置または第2位置に移動させて自動モードおよび手動モードへの切り替えを調整でき、第1アクチュエータ40を制御して駆動ローラ21を回転させて管状部材2を自動で移動させることができる。
【0100】
制御部70は第2ハウジング17内部の第1アクチュエータ40と第2アクチュエータ42の間に設置され、アクチュエータ40、42と電気通信回線によって電気的に連結されたり無線通信方式によって連結され得る。または制御部70は第1ハウジング11や第2ハウジング17の外部に別途に提供されてもよい。
【0101】
図1を参照すると、制御部70の一側には操作部80が備えられる。この時、操作部80はモード変更ボタンを含むことができる。
【0102】
図4を共に参照すると、従動ローラ31が第1位置に位置して自動モードである状態で使用者がモード変更ボタンを押す場合、第1アクチュエータ40が作動して従動ローラ31を第2位置に移動させて管状部材移動装置1を手動モードに切り替えることができる。
【0103】
その反対に、従動ローラ31が第2位置に位置して手動モードである状態で使用者がモード変更ボタンを押す場合、第1アクチュエータ40が作動して従動ローラ31を第1位置に移動させて管状部材移動装置1を自動モードに切り替えることができる。
【0104】
また、操作部80は上下ボタンを含むことができる。使用者が上下ボタンのうち上ボタンを選択する場合、第1アクチュエータ40が作動して駆動ローラ21を時計回り方向に回転させることによって、管状部材2を入口13から出口15に移動させることができる。
【0105】
その反対に、使用者が下ボタンを選択する場合、第1アクチュエータ40が作動して駆動ローラ21を反時計回り方向に回転させることによって、管状部材2を出口15から入口13に移動させることができる。
【0106】
また、使用者の操作によって上下ボタンが選択された場合、制御部70は第2アクチュエータ42を制御して従動ローラ31を第1位置に移動させた後、第1アクチュエータ40を制御して駆動ローラ21を設定された数だけ回転させた後、第2アクチュエータ42を制御して従動ローラ31を第2位置に移動させることができる。これに伴い、本実施例に係る管状部材移動装置1は管状部材2を予め設定された移動量だけ正確に移動させることができる。
【0107】
本実施例で、操作部80は制御部70の外部に突出して形成されたボタン部材からなるが、操作部80は制御部70の外面に設置されたディスプレイスクリーンを含み、使用者の選択はディスプレイスクリーンのタッチ方式でなされてもよい。
【0108】
図6は、本発明の第1実施例に係る管状部材移動装置の第1ハウジングと第2ハウジングが分離された状態を図示した図面である。
図7は、本発明の第1実施例に係る管状部材移動装置の連結部材が手動で移動する状態を図示した図面である。この時、第1および第2ハウジングによって透視される構成は点線で示された。
【0109】
図6を参照すると、本実施例で第1ハウジング11と第2ハウジング17が分離可能に結合され得る。この時、分離可能な結合方法にはボルトとナットによる結合、スライディング方式による結合等、多様な締結方法が使われ得る。
【0110】
この時、第1ハウジング11と第2ハウジング17が分離される場合、第1ハウジング11内部に位置する第1ギア52と第2ハウジング17内部に位置する第2ギア54が分離され得る。
【0111】
また、第1ハウジング11と第2ハウジング17が分離される場合、第1連結部材62と第2アクチュエータ42が共に分離されるように構成され得る。しかし、第1ハウジング11と第2ハウジング17が分離される時、第1連結部材62と第2連結部材64が分離されるように構成されることも可能である。
【0112】
図7を参照すると、第2連結部材64が第2アクチュエータ42と分離される場合に、使用者は第2連結部材64を手動で移動させることによって、第3連結部材66および従動ローラ31を移動させ得る。
【0113】
このように、使用者が第2連結部材64を手動で移動させ得るように、第2連結部材64は一端部が第1ハウジング11外側に突出したり、使用者の操作のための追加的な構成要素が結合されてもよい。
【0114】
このように使用者が第2連結部材64を手動で移動させ得るようになると、第2アクチュエータ42がなくても使用者が手動で管状部材移動装置1を手動モードまたは自動モードに切り替えることができる。
【0115】
図8は、本発明の第1実施例に係る管状部材移動装置の変形例を説明するための図面である。この時、第2ハウジングは内部が見えるように断面が図示された。
【0116】
図8を参照すると、本発明の第1実施例の変形例で、第2ハウジング17に設置される第1アクチュエータ40’は回転軸が第2ハウジング17の開口18b’を貫通するように形成され、回転軸と開口間にはシーリング部材58’が設置される。
【0117】
第1アクチュエータ40’の回転軸には第1および第2ギア52’、54’が結合されて動力を伝達することができる。また、第2アクチュエータ42と結合される第1連結部材62とガイド溝19bの間にもシーリング部材(図示されず)が設置され得る。
【0118】
シーリング部材はゴムなどのような公知の材料で形成され得る。これに伴い、第1アクチュエータ40および第2アクチュエータ42が設置される第2ハウジング17は外部から隔離されて汚染が防止され得る。
【0119】
再び
図6を参照すると、本発明の第1実施例に係る管状部材移動装置1は、管状部材2を移動させる駆動ローラ21および従動ローラ31が収容される第1ハウジング11と第1アクチュエータ40および第2アクチュエータ42が備えられる第2ハウジング17が分離可能に結合される。すなわち、作動部と駆動部が分離できるように構成される。
【0120】
これに伴い、本実施例によると、第1ハウジング11を分離して洗浄できるため、洗浄過程で発生し得るアクチュエータ40、42および制御部70の損傷を防止することができる。
【0121】
例えば、管状部材2が人体用内視鏡の一部である場合には、腫瘍、血液などによって汚染された管状部材2がローラ21、31等を汚染させ得る。したがって、管状部材移動装置1が他の患者の施術または手術過程で使われるためにはローラ21、31の洗浄が要求される。
【0122】
この時、本実施例に係る管状部材移動装置1によると、使用者が第1ハウジング11を分離洗浄できるため、洗浄過程で発生し得るアクチュエータ40、42および制御部70の損傷を防止することができる。
【0123】
また、本発明の第1実施例に係る管状部材移動装置1は、修理、取り換えまたは整備などが必要な場合のように、第1ハウジング11と第2ハウジング17の分離が必要な状況で、使用者が第1ハウジング11と第2ハウジング17を容易に分離および結合させることができる。
【0124】
以下、本発明の第2実施例に係る管状部材移動装置を説明することにする。
【0125】
図9は、本発明の第2実施例に係る管状部材移動装置の斜視図である。
図10は、本発明の第2実施例に係る管状部材移動装置の分解斜視図である。
図11は、本発明の第2実施例に係る管状部材移動装置の分解斜視図である。
図12は、本発明の第2実施例に係る管状部材移動装置の第1ハウジングおよびこれに収容される構成を他の角度から見た斜視図である。
【0126】
この時、
図11で、第1および第2ハウジングは点線で示され、第1および第2ハウジングによって透視される構成は実線で表示された。
【0127】
以下で図面を説明するにおいて、各方向は
図9に図示された座標軸を基準として規定して説明する。より具体的には、z軸の正の方向を上側と規定し、z軸の負の方向を下側と規定する。y軸の正の方向を後方と規定し、y軸の負の方向を前方と規定して説明する。x軸の正の方向を右側と規定し、x軸の負の方向を左側と規定する。
【0128】
図9~
図12を参照すると、本発明の第2実施例に係る移動装置はハウジング110、駆動ローラ部120、従動ローラ部130、アクチュエータ140、動力伝達部材150、ローラ作動部160、制御部170、操作部180およびエネルギー貯蔵手段190を含むことができる。
【0129】
以下で、駆動部は管状部材2を移動させるための駆動力を提供および伝達する構成およびこれに関連した構成を意味し、作動部は駆動部から駆動力が伝達されて管状部材2を移動させる構成およびこれに関連した構成を意味するものと規定する。
【0130】
すなわち、駆動部はアクチュエータ140、制御部170、操作部180およびエネルギー貯蔵手段190を含み、作動部は駆動ローラ部120、従動ローラ部130およびローラ作動部160を含む。
【0131】
ハウジング110は互いに分離可能に結合される第1ハウジング111および第2ハウジング117を含む。第1ハウジング111は内部に作動部を収容し、第2ハウジング117は内部に駆動部を収容する。
【0132】
一方、駆動ローラ部120は駆動ローラ121を含み、従動ローラ部130は従動ローラ131を含む。
【0133】
図9および
図10を参照すると、第1ハウジング111の左側には第2ハウジング117が配置される。第1ハウジング111は水平方向に延長形成される直六面体状を有する水平部分と水平部分の右側から下側に延長形成される直六面体状の上下部分からなる。
【0134】
管状部材2は第1ハウジング111の水平部分の左側部を貫通して通ることができる。この時、管状部材2は第1ハウジング111の上下部分から所定距離だけ離隔して上下方向に配列され得る。
【0135】
図11を参照すると、第1ハウジング111の水平部分と上下部分の内部空間は連通し、水平部分には駆動ローラ121および従動ローラ131が収容され、水平部分の右側部および上下部分にはローラ作動部160が収容される。
【0136】
この時、駆動ローラ121はその場で回転運動を遂行し、従動ローラ131およびローラ作動部160は左右方向の線形運動を遂行する。すなわち、第1ハウジング111内部に収容される構成は前後方向の移動を遂行しない。
【0137】
これによって、第1ハウジング111は前後方の厚さが左右の幅に比べて薄くなり得る。したがって、本実施例で、第1ハウジング111は小型でコンパクトに製造され得、空間活用性を増大させ、重さおよび製造費用を節減することができる。
【0138】
また、第1ハウジング111の水平部分の幅は後述する駆動ローラ121および従動ローラ131が収容されるのに十分な長さを有し、上下部分の長さは後述するローラ作動部160の下部が収容されるのに十分な長さを有する。
【0139】
図11を参照すると、第1ハウジング111の上下面には管状部材2が挿入または抽出され得る出口115および入口113がそれぞれ形成される。この時、入口113および出口115は管状部材2が直線で通過するように管状部材2の長さ方向に並んで形成される。
【0140】
一方、入口113および出口115にはガイド部材112、114が備えられる。ガイド部材112、114は中央にホールが形成された円筒状部材からなる。ガイド部材112、114の外周面には周方向に沿って溝が形成される。
【0141】
ガイド部材112、114はガイド部材112、114の溝の内側に入口113または出口115の縁部が挿入されることによって、第1ハウジング111に設置される。ガイド部材112、114の一端部は半球状に形成される。
【0142】
この時、ガイド部材112、114は半球状に形成された一端部が第1ハウジング111の内側に向かうように配置される。ガイド部材112、114は第1ハウジング111を通る管状部材2の移動を案内する機能を遂行することができる。
【0143】
図10を参照すると、第1ハウジング111と第2ハウジング117が互いに対向して結合する面には結合ホール118が形成される。すなわち、第1ハウジング111には第2結合ホール118aが形成され、第2ハウジング117には第1結合ホール118aに対応する第2結合ホール118bが形成される。
【0144】
結合ホール118を通じて第1および第2ハウジング(111、117の内部が連通され得る。第1ハウジング111の内部に収容される第2ギア154の一側部は第1結合ホール118aを通じて第1ハウジング111の外に突出することができる。第2ギア154については後述することにする。
【0145】
図10および
図12を共に参照すると、第1ハウジング111の前面と後面には左右方向に延長形成される一対のガイドホール116が対称形成される。ガイドホール116には後述する従動ローラ軸132の両端部が挿入される。
【0146】
再び
図9~
図12を参照すると、本発明の第2実施例に係る管状部材移動装置101の第2ハウジング117は、内部にアクチュエータ140、制御部170およびエネルギー貯蔵手段190を収容して保護することができる。第2ハウジング117は直六面体状を有するボックス状構造体であって、左側面には後述する操作部180が備えられる。
【0147】
アクチュエータ140は第2ハウジング117の内部に設置され、駆動ローラ121を回転させるための駆動力を提供する。例えば、アクチュエータ140は電気モータであり得る。
【0148】
アクチュエータ140の後方部には駆動軸142が結合され得、駆動軸142は動力伝達部材150によって駆動ローラ21と連結される。この時、動力伝達部材150は第1ギア152および第2ギア154を含む。
【0149】
駆動軸142には第1ギア152が結合される。第1ギア152は第2結合ホール118bを通じて後述する第2ギア154と結合され得るように第2結合ホール118bに対応して位置する。
【0150】
エネルギー貯蔵手段190はアクチュエータ140を作動させるための電気エネルギーを供給する。この時、エネルギー貯蔵手段190は第2ハウジング117に備えられた端子(図示されず)と連結され得る。これによって、エネルギー貯蔵手段190は端子に連結された外部電源から電気エネルギーが供給されて充電され得る。
【0151】
制御部170はアクチュエータ140の作動、回転方向および回転速度などを制御できるプロセッサを意味する。例えば、制御部170は印刷回路基板(PCB)またはマイクロコントロールユニット(MCU)で構成され得る。
【0152】
アクチュエータ140は制御部170およびエネルギー貯蔵手段190と電気的に連結され、制御部170からアクチュエータ140を制御するための電気信号を送信し、エネルギー貯蔵手段190からアクチュエータ140を作動させ得るエネルギーが提供される。
【0153】
一方、第1ハウジング111の左側面と第2ハウジング117の右側面は互いに面接触しながら結合される。この時、第1結合ホール118aと第2結合ホール118bが互いに対応して連結されて一つの連通ホール118を形成できるように、第1ハウジング111と第2ハウジング117は相対的な位置が調整されて結合される。
【0154】
この時、前述した通り、第1ハウジング111と第2ハウジング117は分離可能に結合される。例えば、第1ハウジング111にはガイド突起が形成され、第2ハウジング117にはガイド溝が形成されて、第1ハウジング111が第2ハウジング117にスライディング結合され得る。また、第1ハウジング111と第2ハウジング117はナットおよびボルトによって着脱可能に結合されてもよい。
【0155】
これに伴い、本発明の第2実施例に係る管状部材移動装置101は、第1ハウジング111と第2ハウジング117にそれぞれ作動部と駆動部を収容し、第1ハウジング111と第2ハウジング117が分離可能に結合されるようにすることによって、作動部と駆動部を分離させることができる。
【0156】
したがって、本発明の第2実施例に係る管状部材移動装置101は、管状部材2によって汚染された第1ハウジング111および作動部のみを分離して洗浄または補修できるため、作動部の洗浄または保守過程で発生し得る駆動部の損傷を防止することができる。
【0157】
また、本発明の第2実施例に係る管状部材移動装置101の第1ハウジング111および作動部は、使い捨て用に製造されるか取り替え可能に製造されて使われ得、駆動部は第2ハウジング117内部に収容および保護されて数回使われ得る。
【0158】
図13は、本発明の第2実施例に係る管状部材移動装置の駆動ローラ、従動ローラ、駆動ローラおよび従動ローラの回転軸、第1ギアおよび管状部材を図示した平面図である。
【0159】
図11および
図13を参照すると、本発明の第2実施例に係る管状部材移動装置101の第1ハウジング111内部には、従動ローラ軸132と駆動ローラ軸122が前後方に平行に配列される。駆動ローラ軸122は第1ハウジング111内部の左側に配置され、駆動ローラ軸122の右側には従動ローラ軸132が配置される。
【0160】
この時、駆動ローラ軸122および従動ローラ軸132は第1ハウジング111の前面および後面に回転可能に設置される。このために、第1ハウジング111の前後面にはベアリング部材(図示されず)が備えられ得る。
【0161】
また、前記で詳擦した通り、従動ローラ軸132は両端部が第1ハウジング111のガイドホール116に結合される。これによって、従動ローラ軸132はガイドホール116に沿って移動され得る。
【0162】
従動ローラ軸132には従動ローラ131が共に回転できるように結合される。また、駆動ローラ軸122には駆動ローラ121が共に回転できるように結合され、駆動ローラ121の後方には第2ギア154が同軸配列される。この時、第2ギア154は第1ハウジング111の第1結合ホール118aを通じて第1ギア152と結合され得るように、第1結合ホール118aに対応して位置する。
【0163】
第1ハウジング111には従動ローラ131を移動させ得るローラ作動部160が備えられる。この時、ローラ作動部160は駆動ローラ121より従動ローラ131にさらに隣接するように配置され、第2ハウジング117および第2ハウジング117に収容されるアクチュエータ140は従動ローラ131より駆動ローラ121にさらに隣接するように配置される。すなわち、従動ローラ131の右側にはローラ作動部160が配置され、駆動ローラ121の左側には第2ハウジング117およびアクチュエータ140が配置される。
【0164】
これに伴い、本発明の第2実施例に係る管状部材移動装置101は、駆動ローラ121と駆動ローラ121に駆動力を提供するアクチュエータ140を隣接するように配置し、従動ローラ131と従動ローラ131を移動させるローラ作動部160を隣接するように配置させることによって、動力伝達過程で発生し得る駆動力の損失を最小化することができる。
【0165】
また、本発明の第2実施例に係る管状部材移動装置101は第1ハウジング111内部の空間効率性を増大させることができ、各構成をコンパクトに配置させることができるため、小型で製造され得る。
【0166】
図10および
図11を参照すると、第1ギア152の一側は連通ホール118を貫通して第2ギア154の一側に結合される。第1および第2ギア152、154はアクチュエータ140により提供される駆動力を駆動ローラ軸122に伝達する。駆動力が伝達された駆動ローラ軸122は駆動ローラ121を回転させることができる。
【0167】
この時、動力伝達部材150はアクチュエータ140の駆動力を駆動ローラ121に伝達する機能の他にも、駆動ローラ軸122の回転速度、回転方向などを調節する機能を遂行することができる。このような機能の遂行のために、第1ギア152と第2ギア154の間に複数の他のギアが追加で配置されてもよい。
【0168】
管状部材2は第1ハウジング111の入口113を通じて第1ハウジング111の内部に挿入されて駆動ローラ121および従動ローラ131の間を通った後、第1ハウジング111の出口115を通じて第1ハウジング111の外部に抽出される。
【0169】
図13を参照すると、管状部材2は駆動ローラ121および従動ローラ131の外周面間を通ることができる。この時、駆動ローラ121および従動ローラ131の外周面には管状部材2の外周面に対応する半円状の断面を有する溝121a、131aが形成される。
【0170】
管状部材2の左側外周面は駆動ローラ121の溝121aの内周面に接し、管状部材2の右側外周面は従動ローラ131の溝131aの内周面に接する。
【0171】
これに伴い、本発明の第2実施例に係る管状部材移動装置101は、管状部材2の外周部と駆動ローラ121および従動ローラ131の外周面の間の接触面積を増大させることによって、管状部材2を移動させる摩擦力を増加させることができる。
【0172】
図14および
図15は本発明の第2実施例に係る管状部材移動装置の作動過程を説明するための図面であって、
図14は従動ローラが第1位置に位置した状態(自動モード)を図示した図面であり、
図15は従動ローラが第2位置に位置した状態(手動モード)を図示した図面である。この時、第1ハウジングは内部が見えるように断面が図示された。
【0173】
図11、
図14および
図15を参照すると、本実施例でローラ作動部160は、従動ローラ131の右側に配置されて第1ハウジング111の水平部分の右側部と上下部分の内部に収容される。
【0174】
ローラ作動部160は第1~第3リンク162、164、166、第1~第3ピン161、163、165、ボタン部材168および弾性部材169を含む。
【0175】
第1リンク162は第1ハウジング111を通る管状部材2の延長方向と並んでいる上下方向に延長形成される棒状の部材で形成される。第1リンク162の上端は第1ピン161によって第1ハウジング111に第1軸C1を中心にピボット回転可能に結合される。
【0176】
第3リンク166は第1リンク162の下端に第3ピン165によって結合される。より具体的には、第1リンク162の下端には第1リンク162の延長方向(
図14を基準として上下方向)に形成されるガイドホールが形成される。第1リンク162の下端は第1リンク162のガイドホールに挿入される第3ピン165によって第3リンク166と結合される。
【0177】
これによって、第1リンク162と第3リンク166は第3ピン165によって第3軸C3を中心に相対的に回転することができる。一方、第3リンク166は左右方向に延びる棒状の部材で形成される。
【0178】
これに伴い、第3リンク166が左右方向に水平移動すると、第1リンク162は第3リンク166および第3ピン165により加圧されて第1軸C1を中心に回転することができる。
【0179】
一方、第1ピン161および第1軸C1は駆動ローラ軸122および従動ローラ軸132を含む基準面から上側に離隔して配置され、第3ピン165および第3軸C3は前記基準面から下側に離隔配置される。
【0180】
第2リンク164は左右方向に延びる棒状の部材で形成される。第2リンク164の右側端部は第1リンク162に第2ピン163によって第2軸C2を中心に相互に相対回転可能に結合される。
【0181】
第2リンク164の左側端部は従動ローラ軸132に対して相対回転可能に結合される。この時、第2ピン163および第2軸C2は第1ピン161および第3ピン165の間に位置する。
【0182】
第3リンク166の右側端部には円筒状のボタン部材168が備えられる。ボタン部材168は第1ハウジング111の側壁にスライディング可能に結合され、一端部が第1ハウジング111の外に突出する。
【0183】
第3リンク166の左側端部には弾性部材169が配置される。この時、弾性部材はコイルスプリングで形成され得る。弾性部材169の一側は第3リンク166の左側端部と結合され、他側は第1ハウジング111の内壁によって支持される。
【0184】
この時、第1ハウジング111の内壁には弾性部材169の他側が設置され得る弾性部材溝119が形成される。弾性部材溝119は水平方向に深さを有するように形成される。これによって、弾性部材169が第3リンク166を弾性的に加圧する力は弾性部材溝119によって水平方向に印加され得る。
【0185】
図14を参照すると、ボタン部材168が第1ハウジング111の内側に加圧されることによって第3リンク166は左側に移動する。第3リンク166が左側に移動することによって第1リンク162の下端部は左側に移動され、第1リンク162は第1ピン161を中心に時計回り方向に回転する。
【0186】
第1リンク162が時計回り方向に回転することによって、第1リンク162は第2リンク164およびこれと連結された従動ローラ軸132と従動ローラ131を左側に押し出す。
【0187】
したがって、従動ローラ131は管状部材2の外周面と面接触して管状部材2と従動ローラ131の間に摩擦力が発生できる程度に隣接した第1位置に位置する。すなわち、管状部材2の外周部の両側部は駆動ローラ121および従動ローラ131によって支持および加圧され得る。すなわち、管状部材移動装置は自動モードに切り替えられる。
【0188】
アクチュエータ140から駆動力が提供された駆動ローラ121が反時計回り方向に回転することによって、従動ローラ131は時計回り方向に回転する。これによって、管状部材2は上側に移動することができる。アクチュエータ140によって駆動ローラ121が時計回り方向に回転する場合、前述した過程の反対過程が遂行されて管状部材2は下側に移動することができる。
【0189】
一方、手動モードから自動モードに切り替えられた状態が維持されるように、第1ハウジング111の内壁にはボタン部材168の位置を固定させる経止構造(図示されず)が備えられ得る。
【0190】
これによって、ボタン部材168が第1ハウジング111の外に突出した手動モード状態で使用者が所定の深くだけボタン部材168を1回加圧すると、管状部材移動装置は自動モードに切り替えられ、係止構造によってボタン部材168が位置固定される。したがって、使用者はボタン部材168に持続的な外力を印加せずとも、管状部材移動装置を手動モード状態に維持させることができる。
【0191】
図15を参照すると、ボタン部材168にそれ以上外力が作用しない正常状態に至る場合、第3リンク166は弾性部材169の弾性復原力によって右側に移動する。すなわち、管状部材移動装置は自動モードから手動モードに切り替えられる。
【0192】
第3リンク166が右側に移動するにつれて、第1リンク162の下端部は右側に移動され、第1リンク162は第1ピン161を中心に時計回り方向に回転する。
【0193】
第1リンク162が時計回り方向に回転するにつれて、第2リンク164およびこれと連結された従動ローラ軸132および従動ローラ131は右側に移動される。すなわち、従動ローラ131は第1位置より駆動ローラ121から遠い第2位置に移動する。
【0194】
したがって、管状部材2の外周部はそれ以上従動ローラ131によって加圧および支持されないため、管状部材2は駆動ローラ121が回転しても上側になることができない。この場合、使用者は直接管状部材2に力を加えることによって管状部材2を挿入または抽出することができる。
【0195】
このように、本発明の第2実施例に係る管状部材移動装置101は、ボタン部材およびローラ作動部160によって管状部材2を自動で挿入または抽出できる自動モードから使用者が直接管状部材2を挿入または抽出する手動モードへの切り替えまたはその反対への切り替えを容易に遂行することができる。
【0196】
また、本発明の第2実施例に係る管状部材移動装置101はローラ作動部160を複数のリンクおよびピンを含む簡単なリンク構造で構成することによって、空間効率性を増大して小型で製造され得、製造費用が節減され得る。
【0197】
一方、第2ピン163および第2軸C2は第1リンク162の下端部より上端部にさらに隣接するように位置する。これによって、第1軸C1を中心に、第3ピン165の回転半径に比べて第2ピン163の回転半径が小さくなる。すなわち、第1リンク162が第1軸C1を中心に回転する場合、第2ピン163の水平方向の移動距離は第3ピン165の水平方向の移動距離に比べて小さい。
【0198】
すなわち、使用者がボタン部材168を加圧することによってボタン部材168および第3リンク166が移動した距離より従動ローラ131が移動した距離が小さいので、使用者はボタン部材168を利用して従動ローラ131の移動距離を微細に調整することができる。
【0199】
また、第1~第3ピン51、53、55によって第1リンク162に印加される力とモーメントの平衡を考慮すると、第2ピン163および第2軸C2が第1リンク162の下端部より上端部にさらに隣接するように配置されることによって、第3リンク166が第1リンク162を左側に押し出すにつれて、第1リンク162が第2リンク164を左側に押す力がさらに大きくなり得る。
【0200】
これに伴い、第2リンク164はさらに強い力で従動ローラ軸132および従動ローラ131を左側に加圧できるため、従動ローラ131はさらに強い力で管状部材2を加圧することができる。したがって、管状部材2とローラ121、131の間の摩擦力が増大され得る。
【0201】
一方、再び
図9および
図14を参照すると、第2ハウジング117の左側面には操作部180が備えられる。操作部180は制御部170に信号を印加して制御部170がアクチュエータ140を操作するための命令信号を発生させることができる機能を遂行することができる。
【0202】
この時、操作部180は第1ハウジング111を通る管状部材2を中心に外側方向を向く面に備えられる。すなわち、ボタン部材168は第1ハウジング111の右側面に備えられ、操作部180は第2ハウジング117の左側面に備えられる。
【0203】
ボタン部材168と操作部180が外側に向かって対向配置されることによって、使用者は管状部材2による干渉を受けずにこれらを操作することができる。これに伴い、本発明の第2実施例に係る管状部材移動装置101は使用者操作の便宜性と効率性を増大させることができる。
【0204】
以下、本発明の第2実施例に係る管状部材移動装置の変形例を説明する。この時、本変形例でボタン部材、弾性部材および弾性部材溝以外の構成は前述した本発明の第2実施例に係る管状部材移動装置と同一に構成され得るところ、これに対する詳しい説明は省略することにする。
【0205】
図16は、本発明の第2実施例に係る管状部材移動装置の変形例を図示した図面である。この時、第1ハウジングは内部が見えるように断面が図示された。ここで、前記で図示された図面と同一の参照符号は同一の機能をする同一の部材を示す。
【0206】
本変形例によると、管状部材移動装置に外力が印加されていない状態で弾性部材が第1リンクを加圧して従動ローラが駆動ローラ側に移動されるように構成される。このために、弾性部材には所定の変形が予め印加され得る。
【0207】
図16を参照すると、本変形例で弾性部材169’は圧縮スプリングであって、第1リンク162を中心に従動ローラ131の反対側(
図16を基準として右側)に位置し、ボタン部材168’はこれに対向して(
図16を基準として左側)位置する。この時、ボタン部材168’は第1ハウジング111の側壁にスライディング可能に結合される。
【0208】
弾性部材169’は一側が第1ハウジング111の内壁によって支持され、他側が第3リンク166に連結される。この時、弾性部材169’はある程度予め変形されるように設置され、本来の形状に戻るために外側に所定の弾性力を印加するように備えられる。
【0209】
これに伴い、第1リンク162が
図16を基準として時計回り方向に回転するように、弾性部材169’は第3リンク166に左側方向に弾性力を印加する。したがって、管状部材移動装置に外力が印加されていない状態で、従動ローラ131は管状部材2を駆動ローラ121側に弾性的に加圧する。
【0210】
このように、本変形例によると、従動ローラ131が管状部材2を所定の力で常に加圧できるため、管状部材2の直径とは無関係に第1従動ローラ131と駆動ローラ121の間の管状部材2を移動させ得る。
【0211】
この時、第1ハウジング111の内壁には内側に弾性部材169’が収容される弾性部材溝119’が形成される。弾性部材溝119’は水平方向に深さを有するように形成される。これによって、弾性部材169’が第3リンク166を弾性的に加圧する力は弾性部材溝119’によって水平方向に印加され得る。
【0212】
一方、使用者はボタン部材168’を第1ハウジング111の内側に加圧して第1リンク162を時計回り方向に回転させることによって、管状部材移動装置を自動モードから手動モードに切り替えることができる。
【0213】
この時、自動モードから手動モードに切り替えられた状態が維持されるように、第1ハウジング111の内壁にはボタン部材168’の位置を固定させる係止構造(図示されず)が備えられ得る。
【0214】
これによって、使用者がボタン部材168’が第1ハウジング111の外に突出した自動モード状態でボタン部材168’を所定の深さだけ1回加圧すると管状部材移動装置は手動モードに切り替えられ、係止構造によってボタン部材168’が位置固定される。したがって、使用者はボタン部材168’に持続的な外力を印加せずとも、管状部材移動装置を手動モード状態に維持させることができる。
【0215】
以下、本発明の第3実施例に係る管状部材移動装置を説明する。本実施例で、第2ハウジングおよび第2ハウジングの内部に備えられるアクチュエータ、動力伝達部材、制御部および操作部は前述した本発明の第1または第2実施例と同一に構成され得るところ、これに対する説明は省略することにする。
【0216】
図17および
図18は、本発明の第3実施例に係る管状部材移動装置を説明するための図面である。この時、
図17で第1ハウジングによって透視される駆動ローラ部および従動ローラ部は点線で示され、
図18で第1ハウジングは内部が見えるように断面が図示された。
【0217】
図17および
図18を参照すると、本発明の第3実施例に係る管状部材移動装置201の従動ローラ部230は第1および第2従動ローラ231、236を含む。
【0218】
より具体的には、第1従動ローラ231は管状部材2の一側部に配置され、第2従動ローラ236は管状部材2の長さ方向に第1従動ローラ231から離隔配置される。この時、駆動ローラ221は管状部材2の一側部に対向する他側部に配置されるものの、第1および第2従動ローラ231、236の間に位置する。
【0219】
この時、
図17の拡大図を参照すると、第1ハウジング211の側壁には水平方向にガイドホール216が形成される。ガイドホール216の内側にはガイドホール216にスライディング可能に結合されるスライディング部材235が備えられる。
【0220】
ガイドホール216には第1従動ローラ231を駆動ローラ221側に弾性的に加圧(または弾性的に支持)する弾性部材218が備えられる。より具体的には、弾性部材218の一側はガイドホール216の内壁によって支持され、他側はスライディング部材235に結合される。この時、ガイドホール216の内壁には弾性部材218が設置され得る弾性部材設置部217が備えられる。
【0221】
スライディング部材235には第1従動ローラ軸232が回転可能に結合される。このために、スライディング部材235と第1従動ローラ軸232の間にはベアリング部材234が備えられる。ベアリング部材234はボールベアリングからなり得る。
【0222】
本実施例によると、弾性部材218は弾性力に対抗する反力が弾性力と同一の大きさを有するまで、第1従動ローラ231を第1位置より駆動ローラ221から遠い第2位置から第1位置に移動させ得る。その後、弾性部材218は第1従動ローラ231を駆動ローラ221側に弾性的に加圧(または弾性的に支持)する。
【0223】
これによって、本実施例に係る管状部材移動装置201によると、第1従動ローラ231は所定の力で管状部材2を駆動ローラ221側に常時加圧することができる。また、第1従動ローラ231は管状部材2の直径の大きさにかかわらず安定的に管状部材2を駆動ローラ221側に加圧および支持することができる。
【0224】
また、第1および第2従動ローラ231、236が管状部材2を駆動ローラ221の長さ方向の両側部を加圧するため、管状部材2が駆動ローラ221の外周面に沿って所定の曲率を有して曲がる。すなわち、管状部材2の相当な部分が駆動ローラ221の外周面と接することになる。
【0225】
このように、本実施例に係る管状部材移動装置201は管状部材2と駆動ローラ221の間の接触面積(または摩擦面積)が増大するため、管状部材2をより効率的に移動させ得る。
【0226】
以下、本発明の第3実施例に係る管状部材移動装置の変形例を説明する。
【0227】
図19は、本発明の第3実施例に係る管状部材移動装置の変形例を説明するための図面である。この時、第1ハウジングは内部が見えるように断面が図示された。ここで、前記で図示された図面と同一の参照符号は同一の機能をする同一の部材を示す。
【0228】
図19を参照すると、本変形例に係る管状部材移動装置は第1および第2従動ローラ231、236を第1位置より駆動ローラ221から遠い第2位置から第1位置に移動させるために、第1ハウジング211に備えられるローラ作動部260をさらに含む。
【0229】
ローラ作動部260は第1ハウジング211の側壁にスライディング可能に結合される胴体261を含む。胴体261の一側部は第1ハウジング211の外側に位置し、他側部は第1ハウジング211の内側に位置する。
【0230】
この時、胴体261の一側部には使用者の操作便宜のための操作部材262が備えられる。胴体261の他側部には管状部材2の長さ方向に分岐される連結部材263が備えられる。
【0231】
連結部材263は両端部がそれぞれ第1および第2従動ローラ231、236に対応して位置するように、管状部材2の長さ方向に延長形成される。連結部材263の両端部にはそれぞれ第1および第2従動ローラ231、236側に延びる一対の結合部材264a、264bが形成される。結合部材264には第1および第2従動ローラ231、236が回転可能に結合される。
【0232】
これによって、本変形例に係る管状部材移動装置によると、使用者はローラ操作部260を操作することによって、従動ローラ部230を第1位置より駆動ローラ221から遠い第2位置から第1位置に移動させ得る。これに伴い、使用者は管状部材移動装置を自動モードから手動モードまたはその反対に転換させることができる。
【0233】
図19の拡大図を参照すると、結合部材266aにはローラ作動部260の移動方向(
図19を基準として水平方向)に形成されるガイドホール265aが形成される。ガイドホール265aの内側にはスライディング部材235’がガイドホール265aに沿ってスライディング可能に結合される。
【0234】
スライディング部材235’には第1従動ローラ軸232が回転可能に結合される。このために、第1従動ローラ軸232とスライディング部材235’の間にはベアリング部材234’が備えられる。ベアリング部材234’はボールベアリングからなり得る。
【0235】
一方、ガイドホール265aの内側には第1従動ローラ231を駆動ローラ221側に弾性的に加圧する(または弾性的に支持する)弾性部材268aが備えられる。ガイドホール265aの内壁には弾性部材268aが設置され得る弾性部材設置部266aが形成される。
【0236】
本変形例によると、弾性部材268は弾性力に対抗する反力が弾性力と同一の大きさを有するまで、従動ローラ部230を第1位置より駆動ローラ221から遠い第2位置から第1位置に移動させ得る。その後、弾性部材268は従動ローラ部230を駆動ローラ221側に弾性的に加圧(または弾性的に支持)する。
【0237】
これによって、本変形例に係る管状部材移動装置によると、従動ローラ部230は所定の力で管状部材2を駆動ローラ221側に常時加圧することができ、管状部材2の直径の大きさにかかわらず安定的に管状部材2を駆動ローラ221側に加圧および支持することができる。
【0238】
また、第1および第2従動ローラ231、236が管状部材2を駆動ローラ221の長さ方向の両側部を加圧するため、管状部材2が駆動ローラ221の外周面に沿って所定の曲率を有して曲がる。すなわち、管状部材2の相当な部分が駆動ローラ221の外周面と接することになる。
【0239】
これに伴い、本変形例に係る管状部材移動装置は管状部材2と駆動ローラ221の間の接触面積が増大し、より効率的に管状部材2を移動させ得る。
【0240】
また、本変形例によると、ローラ作動部260が第1ハウジング211の内側に加圧されて従動ローラ部230と駆動ローラ221の間の間隔が過度に狭くなっても、管状部材2によって従動ローラ部230に印加される反力によって第1および第2従動ローラ231、236が駆動ローラ221から遠ざかる方向に多少離隔して、従動ローラ部230と駆動ローラ221の間の間隔が多少調整され得る。
【0241】
これに伴い、本変形例に係る管状部材移動装置はローラ作動部260によって管状部材2が過度に加圧されて損傷することを防止することができる。
【0242】
以上で本発明の一実施例について説明したが、本発明の思想は本明細書に提示される実施例に制限されず、本発明の思想を理解する当業者は同じ思想の範囲内で、構成要素の付加、変更、削除、追加などによって他の実施例を容易に提案できるであろうが、これもまた本発明の思想範囲内に含まれるものと言える。
【符号の説明】
【0243】
1,101、201:管状部材移動装置
10、110、210:ハウジング
20、120、220:駆動ローラ部
30、130、230:従動ローラ部
40、42:アクチュエータ
50、150:動力伝達部材
60、160、260:ローラ作動部
70、170:制御部
80、180:操作部
190:エネルギー貯蔵手段