KR20150053008A - 수술용 실의 돌기 형성장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수술용 실의 돌기 형성장치 및 그 방법에 관한 것으로, 봉합사(100)가 감겨 있는 보빈(110); 상기 보빈(110)으로부터 풀려 나온 봉합사(100)를 일정한 장력으로 유지시키는 제1,2텐션롤(200,210); 상기 봉합사(100)를 당겨 출측으로 배출하도록 봉합사(100)가 통과되는 한 쌍의 마찰롤(300); 상기 마찰롤(300)에 의해 출측으로 진행되는 봉합사(100)를 일시 고정하며, 승하강 동작되는 누름판(330); 상기 누름판(330)에 의해 고정되어 있는 봉합사(100)를 향해 회전과 동시에 전진되면서 이와 함께 좌측 혹은 우측으로 사선이동되어 상기 봉합사(100)의 표면에 사선형 칼집을 내어 가시 돌기를 형성하는 돌기형성칼(400);을 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 실의 돌기 형성장치를 제공한다. 본 발명에 따르면, 가시 돌기(Cogs)를 자동으로 형성할 수 있어 생산성이 향상되고, 생산 수율이 증대되며, 프로그램 제어에 의해 순차적으로 정교하게 형성할 수 있어 품질이 향상되며, 대량생산이 가능하여 제조원가를 줄이는 효과를 얻을 수 있다.

Description

수술용 실의 돌기 형성장치 및 그 방법{THREAD COGS MAKING MACHINE AND METHOD FOR MAKING THEREOF}

본 발명은 수술용 실의 돌기 형성장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수술용 실의 외표면에 원하는 패턴의 돌기(Cogs)를 자동으로 형성시킬 수 있어 생산성 및 품질 향상을 달성할 수 있도록 한 수술용 실의 돌기 형성장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 외과 수술 후 절개된 부위를 봉합할 때 의료용 실(봉합사:Monofilament suturs)로 꿰메어 묶은 후 매듭을 형성하여 마무리함으로써 피부가 벌어지지 않도록 하게 된다.

때문에, 수술부위나 상처부위를 봉합하거나 고정할 때 실을 여러번 묶어 주어야 하므로 시간이 오래 걸리고, 특히 묶였던 부위는 실 자국과 매듭 자국을 선명하게 남기는 단점이 있다.

이를 개선하기 위해 등록실용 제0320005호에는 외줄로 된 의료용 봉합사인 나일론이나 프롤렌 등의 장력강도가 좋은 실의 표면에 갈고리 모양의 가시 돌기들을 일정한 방향 또는 가시가 마주보는 양 방향이거나 지그재그인 방향으로 기울어지게 만들거나 혹은 톱니 형상으로 가공하여 피부 밑에 삽입했을 때 가시 구조에 의해 삽입된 실을 묶지 않고도 고정성을 유지할 수 있도록 한 의료용 실이 개시된 바 있다.

이러한 가시 돌기를 갖는 의료용 실은 이를 테면, 도 1의 (a),(b),(c),(d) 등과 같이 다양한 형태를 가지며, 수술시 갈라진 두 부위를 봉합하거나 근육을 당겨 놓거나 또는 콜라겐을 형성하거나 장기를 당겨 놓는 등의 의료 행위시 사용될 수 있으며, 가시 돌기가 돋아난 방향에 대해서는 당겨도 미끄러지거나 빠지지 않고 당기는 힘을 지탱할 수 있어 복잡한 봉합(Suture)을 단순화시키고 수술시간을 단축하는데 도움을 준다.

아울러, 피부나 조직 혹은 근육 밖으로 나온 실은 간단하 잘라 주기만 하면 봉합을 쉽고 편리하게 완료할 수 있다.

따라서, 이와 같은 가시 돌기를 갖는 의료용 실은 수술 후 매듭을 짖지 않아도 되므로 특히, 내시경 수술시 유용하고, 또한 특정 약물에 담궜다가 봉합하게 되면 수술 후 가시 돌기 사이에 잔류하고 있던 약물이 서서히 침투되면서 약물 전달 기능도 하게 되며, 나아가 동맥경화의 원인이 되는 물질 등을 잡아 끌어 올릴 수도 있기 때문에 굳이 혈관을 절개하지 않고도 혈전을 빼내는데 응용될 수도 있다.

그런데, 이러한 가시 돌기를 봉합사에 형성할 때 현재는 주로 작업자 칼을 이용하여 수작업으로 봉합사의 외면에 칼집을 내어 형성시키고 있기 때문에 생산속도가 매우 더디고, 품질도 나빠 효율성이 매우 낮다는 단점이 있다.

즉, 수작업으로 칼질을 할 때 봉합사가 매우 가늘기 때문에 확대경을 놓고 작업해야 하므로 작업이 번거로울 뿐만 아니라, 생산성이 극히 저하되는 단점이 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 가시 돌기를 갖는 봉합사를 기계적 수단을 이용하여 자동 생산하게 함으로써 생산효율을 높이고, 비용을 줄이며, 품질을 향상할 수 있도록 한 수술용 실의 돌기 형성장치 및 그 방법을 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 봉합사(100)가 감겨 있는 보빈(110); 상기 보빈(110)으로부터 풀려 나온 봉합사(100)를 일정한 장력으로 유지시키는 제1,2텐션롤(200,210); 상기 봉합사(100)를 당겨 출측으로 배출하도록 봉합사(100)가 통과되는 한 쌍의 마찰롤(300); 상기 마찰롤(300)에 의해 출측으로 진행되는 봉합사(100)를 일시 고정하며, 승하강 동작되는 누름레버(330); 상기 누름레버(330)에 의해 고정되어 있는 봉합사(100)를 향해 회전과 동시에 전진되면서 이와 함께 좌측 혹은 우측으로 사선이동되어 상기 봉합사(100)의 표면에 사선형 칼집을 내어 가시 돌기를 형성하는 돌기형성칼(400);을 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 실의 돌기 형성장치를 제공한다.

이때, 상기 한 쌍의 마찰롤(300)의 표면에는 거칠기가 부여된 것에도 그 특징이 있다.

뿐만 아니라, 상기 한 쌍의 마찰롤(300) 중 어느 하나는 상하방향으로 움직일 수 있게 하여 진행하는 봉합사(100)를 꼬면서 이송시키도록 구성된 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 한 쌍의 마찰롤(300)은 지렛대 원리로 동작되는 롤러벌림레버(304)를 통해 사이를 벌릴 수 있도록 구성된 것에도 그 특징이 있다.

아울러, 상기 돌기형성칼(400)은 제4모터(410)의 회전축 상에 각도 조절가능하게 고정되고; 상기 제4모터(410)는 'ㄴ' 형상의 모터베이스(420)에 고정되며; 상기 모터베이스(420)의 절곡된 하단면에는 그 폭보다 큰 직경을 갖는 회전휠(440)이 고정되고; 상기 회전휠(440)은 이를 사이에 두고 경사 배열된 한 쌍의 제1,2경사가이드(450a,450b)중 어느 하나와 접촉되게 배치되고; 상기 모터베이스(420)는 다수의 슬라이더(422,426)와 LM가이드(424,428)에 의해 X,Y방향으로 움직일 수 있도록 구성되며; 상기 모터베이스(420)는 제5모터(500)에 의해 자회전되는 볼스크류(490)와 연결되어 움직일 수 있도록 구성된 것에도 그 특징이 있다.

나아가, 상기 제1,2경사가이드(450a,450b)의 선단은 미세조절수단인 마이크로미터(460)로 상호 결속되어 제1,2경사가이드(450a,450b)의 경사조절을 통해 가시 돌기를 형성하는 칼집의 경사, 깊이를 조절할 수 있는 것에도 그 특징이 있다.

뿐만 아니라, 상기 제1,2경사가이드(450a,450b)중 어느 하나와 접촉하는 회전휠(440)은 제6모터(610)에 의해 좌우방향으로 직선운동하는 막대 형태의 좌우작동대(600)가 모터베이스(420)를 좌측 혹은 우측으로 움직이는 것에 의해 조절되는 것에도 그 특징이 있다.

그리고, 상기 봉합사(100)에 가시 돌기가 형성된 후 배출되는 출측에는 커터(350)가 더 구비되어 상기 봉합사(100)를 일정 길이별로 절단하는 것에도 그 특징이 있다.

또한, 본 발명은 상기에 기재된 수술용 실의 돌기 형성장치를 이용하여 수술용 실의 돌기를 형성하는 방법에 있어서; 봉합사(100)를 인출할 수 있도록 보빈(110)에 감겨 있는 봉합사(100)를 제1,2텐션롤(200,210) 및 마찰롤(300) 사이를 경유하여 출측으로 배열하는 봉합사 인출준비단계(S100); 봉합사(100)가 인출가능한 상태로 유지되면, 봉합사(100)에 형성될 돌기가 봉합사(100)의 길이방향으로 형성될 것인지 아니면 길이방향 반대쪽으로 형성될 것인지를 결정하여 세팅하는 돌기 형성방향 설정단계(S110); 돌기 형성방향 설정이 완료되면, 봉합사(100)를 인출시킴과 동시에 돌기형성칼(400)를 전진시키면서 동시에 회전시키고, 또한 동시에 사선방향으로 이동시켜 봉합사(100)의 표면에 설정된 방향으로 칼집을 만드는 돌기형성 개시단계(S120); 일정길이 혹은 설정 개수 만크의 돌기가 형성되면 커터(350)를 이용하여 봉합사(100)를 일정길이별로 잘라내는 커팅단계(S130);를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 실의 돌기 형성방법도 제공한다.

본 발명에 따르면, 가시 돌기(Cogs)를 자동으로 형성할 수 있어 생산성이 향상되고, 생산 수율이 증대되며, 프로그램 제어에 의해 순차적으로 정교하게 형성할 수 있어 품질이 향상되며, 대량생산이 가능하여 제조원가를 줄이는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 가시 돌기가 형성된 봉합사의 예시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 수술용 실(=봉합사)의 돌기 형성장치의 구성을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 다른 수술용 실의 돌기 형성장치를 보인 예시적인 부분 사시도이다.
도 5 내지 도 8은 본 발명에 따른 수술용 실(=봉합사)의 돌기 형성장치를 구성하는 주요 부품들의 부분 예시도이다.
도 9는 본 발명에 따른 수술용 실의 돌기 형성방법을 보인 플로우챠트이다.
도 10은 본 발명에 따른 봉합사에 형성되는 돌기의 다양한 예를 보인 예시도이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명은 예리한 칼로 가는 실의 표면에 돌기(cogs)를 형성시켜 피부에 들어 갔을때 돌기가 근육에 걸려 원하는 인장력을 유지시키도록 구성한 것이다.

이때, 돌기의 쓰임새가 각각 다르기 때문에 돌기의 모양도 역시 다양하게 만들 필요가 있다.

이를 구현하기 위해, 본 발명에서는 실에 돌기를 만드는 칼의 동작방향과 크기 등을 조절하도록 구성되는데 이는 원하는 모양을 미리 PLC에 설계 저장한 후 이 설정치에 따라 다축의 모터를 제어함으로써 자동 가공되도록 구성된다.

보다 구체적으로, 도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 수술용 실의 돌기 형성장치는 봉합사(100)가 감겨 있는 보빈(110)을 포함한다.

그리고, 상기 보빈(110)은 하부에 설치된 제1모터(120)에 의해 회전될 수 있도록 구성된다.

여기에서, 상기 제1모터(120)의 고정, 상기 보빈(110)의 설치는 도 5에 도시된 보빈베이스(130)를 통해 이루어지는데, 이러한 보빈베이스(130)와 같은 판상의 플레이트 설치구조는 일반적으로 널리 알려져 있기 때문에 구체적인 설명을 생략한다.

아울러, 상기 보빈(110)과 간격을 두고 제1텐션롤(200)이 구비되고, 상기 제1텐션롤(200)과 엇갈리게 제2텐션롤(210)이 구비되어 상기 봉합사(100)가 상기 제1,2텐션롤(200,210)을 경유함으로써 일정한 장력을 유지할 수 있도록 구성된다.

이때, 상기 제1,2텐션롤(200,210)은 각각 텐션롤베이스(220) 상에 회전 가능하게 설치되는데, 특히 제1텐션롤(200)은 장력 조절을 위해 움직일 수 있도록 구성된다.

즉, 도 5의 도시와 같이, 상기 제1텐션롤(200)은 작동편(230)의 일단부 상면에 회전가능하게 축고정되고, 상기 작동편(230)의 타단은 상기 텐션롤베이스(220) 상에 회전가능하게 축고정된다.

그리고, 상기 작동편(230)의 길이 일부에는 텐션스프링(240)의 일단이 고정되고, 텐션스프링(240)의 타단은 상기 텐션롤베이스(220) 상에 고정된다.

따라서, 상기 제2텐션롤(210)은 제1텐션롤(200) 보다 안쪽, 다시 말해 상기 텐션스프링(240)이 설치된 위치 반대쪽으로 치우쳐 설치되어 있기 때문에 제1텐션롤(200)를 거쳐 제2텐션롤(210)을 경유하는 봉합사(100)는 제1텐션롤(200)을 제2텐션롤(210) 측으로 당기려고 하지만, 반대방향으로는 상기 텐션스프링(240)이 탄성적으로 당기고 있으므로 상기 봉합사(100)는 적정 장력을 유지할 수 있게 된다.

이에 더하여, 상기 제1텐션롤(200)의 하방 위치의 텐션롤베이스(220)에는 장공 형태의 유동홈(250)이 형성되며, 상기 제1텐션롤(200)의 롤 축 일부, 다시 말해 하단이 상기 유동홈(250)에 끼워진 채 유동홈(250)을 따라 그 내부에서 움직일 수 있도록 구성된다.

이때, 상기 유동홈(250)은 상기 제1,2텐션롤(200,210)이 서로 마주하는 방향으로 형성되어 있고, 상기 유동홈(250)의 일단, 바람직하기로는 상기 제2텐션롤(210)과 가까운 쪽 단부 속에는 리미트스위치(260)가 설치된다.

여기에서, 상기 리미트스위치(260)는 상술한 보빈(110) 구동용 제1모터(120)의 구동 제어를 위한 신호를 출력하는데, 이를 테면 보빈(110)으로부터 풀려난 봉합사(100)의 길이가 충분하지 않을 경우 봉합사(100)의 장력은 강해지므로 결국 봉합사(100)는 텐션스프링(240)의 탄성력을 극복하고 제1텐션롤(200)을 제2텐션롤(210) 측으로 당기게 되며, 이때 롤 축은 유동홈(250) 내부에 구비된 리미트스위치(260)를 터치하게 되고, 그러면 리미트스위치(260)의 신호에 의해 제1모터(120)가 회전되면서 보빈(110)에 감긴 봉합사(100)를 풀어 주어 과도한 장력을 해소하면서 적정 장력이 유지된 채 봉합사(100)가 지속적으로 원활하게 공급되도록 하여 준다.

한편, 도 2 내지 도 4 및 도 6에서와 같이, 상기 제2텐션롤(210)을 지난 봉합사(100)는 한 쌍의 마찰롤(300) 사이로 인입되어 당겨지도록 구성된다. 더 정확하게는 상기 마찰롤(300)이 반대방향으로 봉합사(100)를 밀어 주는 형태이며, 보빈(110) 쪽에서 보았을 때는 당겨지는 형태가 된다. 때문에, 봉합사(100)에 걸리는 장력은 상기 마찰롤(300)에 의해 최초 기인된다.

이때, 상기 마찰롤(300) 중 어느 하나의 하부에는 제2모터(310)가 설치되어 상기 마찰롤(300)을 회전구동하도록 설치되며, 봉합사(100)를 정확하면서 슬립없이 밀어 줄 수 있도록 상기 마찰롤(300)의 표면에는 거칠기가 부여됨이 바람직하다.

더욱 바람직한 방식으로는, 상기 마찰롤(300)의 표면에 인조다이아몬드를 코팅하는 형태가 될 수 있다.

또한, 상기 마찰롤(300)을 벌릴 수 있도록 마찰롤(300)이 설치된 롤고정블럭(302)을 지렛대 원리로 벌리고 닫을 수 있는 롤러벌림레버(304)가 더 구비될 수 있다.

이 경우, 상기 한 쌍의 롤고정블럭(302)은 도시되지 않았지만, 스프링에 의해 탄성결합되며, 상기 롤러벌림레버(304)를 통해 마찰롤(300)을 벌려 봉합사(100) 취입 및 위치 조정 등의 작업을 행한 후 놓으면 탄성력에 의해 자동적으로 닫혀지도록 구성된다.

그리고, 상기 마찰롤(300)의 인접 위치에는 받침대(320)가 구비되고, 상기 받침대(320)의 상부에는 누름판(330)이 구비되며, 상기 누름판(330)은 제3모터(340)에 의해 일정주기로 상하 이동 가능하게 구성된다.

이 경우, 상기 누름판(330)의 주기적인 상하 운동은 도 4와 같이, 상기 제3모터(340)의 회전축에 상히이동캠(342)이 고정되고, 이 상하이동캠(342)에 의해 상기 누름판(330)이 들렸다 내려질 수 있도록 탄성복귀 구조(스프링 이용)를 갖추면 쉽게 구성할 수 있다.

아울러, 상기 누름판(330)의 하부로는 상기 봉합사(100)가 지나가며, 상기 누름판(330)이 하강하였을 때는 누름판(330)이 봉합사(100)를 누르면서 받침대(320) 상면에 고정하게 되며, 누름판(330)이 올라가면 봉합사(100)는 고정되지 않으므로 움직일 수 있는 상태가 된다.

물론, 상기 제3모터(340)는 꼭 회전운동하는 모터를 사용하지 않아도 되며, 아주 쉽게 설계할 수 있는 다른 방법으로 소형 공압 또는 유압실린더를 사용할 수도 있다.

뿐만 아니라, 상기 마찰롤(300) 중 어느 하나를 상하 이동가능하게 구성하면 맞물려 진행되는 봉합사(100)가 비틀어지면서 꼬이는 형태, 다시 말해 나선식으로 진행할 수 있으므로 가시 돌기(Cog) 형성을 더욱 더 다양한 형태로 구현할 수 있다.

이 경우, 상기 마찰롤(300) 중 어느 하나가 회전되면서 상하 이동하는 방식은 상기에서 설명한 캠 방식일 수 있고, 기타 실린더와 같은 다른 공지된 승하강 수단을 구비하여 상하로 미세한 범위내에서 움직일 수 있도록 조절할 수 있으며, 이 움직임을 조절함으로써 봉합사(100)를 꼬는 정도도 제어할 수 있다.

덧붙여, 상기 받침대(320)의 단부, 즉 상기 봉합사(100)가 이동하여 배출되는 방향쪽에 절단가위(350, 도 2 참조)가 설치되어 가시 돌기가 형성된 봉합사(100)를 일정 길이로 절단하게 되며, 절단된 봉합사(100)는 트레이(360)로 낙하되어 수납되게 된다.

이때, 상기 절단가위(350)는 도 3에 도시된 바와 같이, 일측 가위날은 받침블럭(SB)에 고정되고, 타측 가위날은 솔레노이드(312)와 링크되어 상기 솔레노이드(312)의 동작에 따라 진행하는 봉합사(100)를 일정길이로 절단할 수 있게 된다.

다른 한편, 도 2 및 도 7의 (a),(b)에 도시된 바와 같이, 상기 받침대(320)의 전방에는 돌기형성칼(400)이 구비된다. 여기에서, (a)는 측면 개략도이고, (b)는 요부 평면도이다.

상기 돌기형성칼(400)은 제4모터(410)의 회전축 상에 고정된 센서기준판(412)상에 고정되어 일정각도 내에서 회전되도록 구성된다.

이때, 상기 제4모터(410)는 일정각도 내에서 정확하고 원활한 반복 회전을 수행해야 하므로 스태핑모터를 사용함이 바람직하다.

그리고, 상기 제4모터(410)는 모터베이스(420)에 고정되는데, 상기 모터베이스(420)는 대략 'ㄴ' 형상의 브라켓이며, 절곡된 하단면에는 도 7의 (b)에서와 같이, 일단으로부터 일정깊이 절삭된 'ㄷ' 형상의 작동유도홈(430)이 형성된다.

그리고, 상기 절곡된 하단면 상에는 그 폭보다 큰 직경을 갖는 회전휠(440)이 회전 가능하게 고정되며, 상기 회전휠(440)은 이를 사이에 두고 수평상태에서 전후방향, 즉 돌기형성칼(400)의 길이방향으로 경사 배열된 한 쌍의 제1,2경사가이드(450a,450b)에 의해 안내될 수 있도록 구성된다.

이 경우, 상기 회전휠(440)은 상기 모터베이스(420)의 하단 상면에 고정된 상태에서 모터베이스(420)가 좌측 혹은 우측으로 이동되면서 상기 제1,2경사가이드(450a,450b)중 어느 하나의 마주하는 면과 접촉되고, 그를 따라 움직이면서 모터베이스(420)를 사선방향으로 움직이게 하여 준다.

다시 말해, 상기 돌기형성칼(400)이 봉합사(100)를 향해 전진할 때 봉합사(100)에 접촉됨과 동시에 한 지점에 머물지 않고 돌기형성칼(400)이 봉합사(100)의 길이방향에서 봉합사(100)가 진행하는 방향 혹은 그 반대방향으로 움직이게 함으로써 칼집을 낼 수 있도록 하는 것이다.

만약, 돌기형성칼(400)이 이와 같이 움직이지 않는다면 도 1에서 예시하고 있는 바와 같은 경사형 칼집은 만들어질 수 없고, 단지 한 지점만 수직하게 칼질되게 되므로 그 지점은 인장강도가 극히 약하게 되어 쉽게 끊어질 수 있다. 그러나, 본 발명에서는 사선형 칼집을 원활하게 형성시키되, 이를 자동화시켜 사람이 아닌 기계가 가공할 수 있도록 하였는 바, 이 점은 본 발명의 아주 중요한 특징중 하나이다.

더구나, 상기 제1,2경사가이드(450a,450b)의 선단은 마이크로미터(460)와 같은 미세조절수단으로 상호 결속시켜 턴버클 형태로 동시에 움직일 수 있게 하여 경사각을 조절함으로써 가시 돌기를 형성하는 칼집의 경사, 깊이 등을 자유롭게 조절할 수 있다.

뿐만 아니라, 이러한 동작이 가능하기 위해서는 상기 모터베이스(420)가 전후이동은 물론 좌우이동이 가능해야 하므로 이를 위해 적어도 2개의 LM가이드를 포함한다.

즉, 상기 모터베이스(420)의 하단면 일부에는 좌우이동 슬라이더(422)가 폭방향으로 형성되고, 상기 좌우이동 슬라이더(422)는 좌우이동 LM가이드(424)에 조립되며, 상기 좌우이동 LM가이드(424)는 전후이동 슬라이더(426)의 상면에 고정되고, 상기 전후이동 슬라이더(426)의 하단면에는 전후이동 LM가이드(428)가 길이방향으로 고정되며, 상기 전후이동 LM가이드(428)는 베이스플레이트(470)의 상면에 조립된다.

때문에, 상기 모터베이스(420)는 상기 베이스플레이트(470)를 기준으로 전후이동 LM가이드(428)를 따라 전후이동 슬라이더(426)가 전후방향으로 이동할 수 있는데, 전후이동 슬라이더(426)의 상면에는 상기 좌우이동 LM가이드(424)가 일체로 고정되어 있으므로 결국 이것도 함께 전후방향으로 움직이게 되며, 동시에 상기 좌우이동 LM가이드(424)에는 좌우이동 슬라이더(426)가 조립되어 좌우방향으로 움직일 수 있게 된다.

따라서, 상기 모터베이스(420)가 전진하면서 좌우방향으로 이동도 할 수 있게 되는 것이며, 상술한 제1,2경사가이드(450a,450b)에 의해 경사방향으로 안내될 수 있게 되는 것이다.

또한, 상기 전후방향 슬라이더(426)의 일측면에는 연결편(480)이 수직하게 고정되고, 상기 연결편(480)의 돌출 단부에는 그와 직교되는 방향으로 볼스크류(490)가 관통된 상태로 치결합되며, 상기 볼스크류(490)는 제5모터(500)의 회전축에 연결된다.

이때, 상기 연결편(480)의 위치는 도 7의 (a)에서와 같이, 모터베이스(420)의 하부에 간격을 두고 배치되기 때문에 모터베이스(420)의 하단 상면에 설치된 회전휠(440)과 접촉하면서 가이드하도록 배열된 제1,2경사가이드(450a,450b)의 하부공간이 되어 이와 간섭되는 일은 생기지 않는다.

아울러, 상기 작동유도홈(430) 상에는 막대 형태의 좌우작동대(600)가 수직하게 배열되고, 상기 좌우작동대(600)의 상단에는 제6모터(610)가 설치되어 그 회전방향에 따라 상기 좌우작동대(600)를 좌측, 즉 제1경사가이드(450a) 쪽으로 이동시키거나 혹은 우측, 즉 제2경사가이드(450b) 쪽으로 이동시킬 수 있다.

이 경우, 상기 제6모터(610)와 좌우작동대(600)는 원판 상에 편심 고정되어 캠 방식으로 동작될 수 있다.

이에 따라, 상기 좌우작동대(600)가 좌측으로 움직이면 모터베이스(420)가 좌우이동 LM가이드(424)를 타고 좌측으로 함께 움직이는데, 이때 회전휠(440)이 상기 제1경사가이드(450a)와 접촉되면 제6모터(610)의 구동은 정지되므로 결국, 상기 회전휠(440)은 상기 제1경사가이드(450a)의 접촉면을 따라 이동하도록 구성되게 되며, 그 반대의 경우도 마찬가지이다.

이때, 상기 제6모터(610)는 이동의 신속성을 위해 기어드모터를 사용해야 하기 때문에 관성력이 있어 도 4와 같이 탄성판(612)을 사용해야만 유동성있게 동작시킬 수 있다.

아울러, 상지 제6모터(610)의 제어는 가시 돌기의 형성 방향을 결정할 때 PLC에 미리 세팅하여 자동 조절되도록 구성할 수 있다.

예컨대, 상기 회전휠(440)이 제1경사가이드(450a)를 타고 이동할 경우에는 도 1(b)의 하부에 형성된 모양의 가시 돌기(Cog)가 형성되며, 제2경사가이드(450b)를 타고 이동할 경우에는 도 1(a)와 같은 모양의 가시 돌기가 형성되는 것이다.

그리고, 상기 돌기형성칼(400)은 칼날(402)이 경사를 가지면서 상측으로 들려지도록 형성되어 있고, 모따기 되어 있어 칼날(402)이 봉합사(100)과 먼저 접촉되는 것이 아니라, 받침대(330)에 구비된 작업다이의 모서리에 먼저 닿게 되고, 그 상태에서 회전운동하면서 동시에 좌우이동하기 때문에 마치 칼날(402)이 날폭 방향으로 눕혀지듯이 회전되면서 전진 및 좌측 혹은 우측으로 이동하기 때문에 봉합사(100)와 접촉하는 순간 사선방향으로 절개하면서 약간 들어 올리는 동작을 하게 되어 도 1의 예시와 같은 가시 돌기를 정확하게 형성할 수 있게 되는 것이다.

이해를 충분히 하기 위해 좀 더 덧붙여 설명하자면, 코그의 길이와 깊이는 제4모터(410)의 이동량에 의해서 결정되지만 길이와 깊이의 비는 초기 세팅된 마이크로미터(460)에 의해서 결정된다.

즉, 제4모터(410)에 의해서 같은 양의 이동이 있더라도 돌기형성칼(400)의 각도에 의해서 코그, 즉 돌기의 길이는 바뀌게 된다. 다시 말해, 제4모터(410)의 회전축 경사각에 따라서 코그의 길이가 바뀌는 것이다.

따라서, 0.1-0.6mm로 다양한 굵기를 갖는 실, 즉 봉합사(100)가 끊어지지 않고 원활하게 가공되기 위해서는 상기 돌기형성칼(400)이 제4모터(410)의 중심과 항상 일치된 상태에서 경사 고정되어야 한다.

또한, 돌기 형성시 좌,우의 크기와 깊이를 달리할 수도 있고, 같게 할 수도 있는데 이는 깊이와 길이의 비를 결정함으로써 이루어지며, 돌기형성칼(400)의 경사진 칼날과 봉합사(100)의 표면이 교차되면서 만나는 순간부터 돌기가 형성되게 된다.

때문에, 처음부터 칼날이 봉합사(100)와 사선으로 접촉하게 되면 너무 얇은 표피가 생기게 되므로 적당히 칼날이 들어간 상태에서 칼날이 회전되면서 뉘어지게 하여 원하는 형태의 칼집을 낼 수 있도록 구성되어야 한다.

이를 위해, 도 7의 (b)에서와 같이, 제1,2경사가이드(450a,450b)의 후단에 제1,2수평가이드(G1,G2)를 더 링크시켜 회전휠(440)을 안내하게 되면 상기 회전휠(440)이 처음에는 제1,2수평가이드(G1,G2)중 접촉배치되어 있는 어느 하나를 타고 직선상으로 진행하다가 제1,2수평가이드(G1,G2)가 끝나는 지점부터는 제1,2경사가이드(450a,450b)중 어느 하나를 타고 사선 이동하기 때문에 상술한 문제를 충분히 해소할 수 있다.

예컨대, 제6모터(610)에 의해 상기 회전휠(440)이 제1수평가이드(G1)와 접하도록 조절되어 있는 경우라면, 처음에는 상기 회전휠(440)이 상기 제1수평가이드(G1)를 타고 직선운동하다가 제1수평가이드(G1)의 끝단, 즉 제1경사가이드(450a)와 링크된 지점부터는 상기 제1경사가이드(450a)를 타고 경사이동, 다시 말해 사선방향으로 이동하게 되므로 돌기형성칼(400)은 경사각을 가진 채 직선 운동방식으로 봉합사(100)를 향해 진입하다가 봉합사(100)와 닿는 순간 제4모터(410)에 의해 회전하면서 돌기형성칼(400)이 누워지면서 동시에 제1경사가이드(450a)를 타고 사선방향으로 이동하는 현상 때문에 대략 봉합사(100)에 브이형 혹은 갈매기 형상의 돌기, 즉 가시 돌기를 형성하게 되는 것이다.

따라서, 상기 제1,2수평가이드(G1,G2)가 제1,2경사가이드(450a,450b)와 만나는 지점을 가변시킴으로써 칼집 깊이를 자유롭게 변경시킬 수 있으며, 돌기의 형상과 방향, 깊이, 크기 등을 도 10의 예시와 같이 본 발명에 따른 하나의 장치로 모두 형성할 수 있어 그 효용성이 극대화될 것으로 예측된다.

그리고, 돌기 형성과 관련하여, 봉합사(100)의 표면이 칼날의 경사진 곳과 만나는 그 순간부터 돌기가 형성되는데, 봉합사(100)의 방향과 칼날이 놓여진 상태를 하나의 평면으로 볼 때, 봉합사(100)와 칼날이 직교될 경우에는 돌기가 형성되지 않고, 약간 큰 100°정도가 되면 이동량에 따라서 돌기가 형성되게 된다.

이때, 봉합사(100)와 칼날이 만나게 되어도 칼날이 봉합사(100)에 삽입되게 하려면, X,Y축 뿐만 아니라 봉합사(100)가 나오는 입구 즉, 정면에서 보았을 때 칼날은 운동방향에 대하여 칼 끝부위가 약간 위로 올라간 형태로 경사지게 되어 있어야 한다. 그래야, 봉합사(400)와 칼날이 만나도 칼날의 경사에 의해서 이동모터 축의 이동에 의해서 제4모터(410)의 기울어진 각도 만큼 돌기의 길이가 형성되고, 칼날의 경사에 따라서 깊이가 결정되게 된다.

이와 같이, 돌기형성칼(400)의 칼날을 경사지게 배치하는 것은, 봉합사(100)와 접촉되는 순간 부드러운 접촉이 일어나도록 유도하기 위함이며, 그러면서 깊이도 경사에 따라서 깊어지게 되므로 이를 조절할 수 있도록 한 것이다.

또한, 돌기형성칼(400)은 Z축, 즉 높이 방향으로 움직일 수 있도록 구성하여 칼날이 기구적으로 부딪치지 않고 원할하게 가공이 이루어지게 하면 더욱 좋다.

이와 같이, 본 발명에 따른 장치는 조정포인트가 너무 많다 보니, 만약 잘못 조정되어 칼날이 받침대 등 플레이트에 부딪히더라도 접촉되는 칼날과 플레이트 간에 통전되게 하여 장치를 비상 정지시키거나 혹은 회피할 수 있도록 구동 제어함으로써 안전한 동작이 가능케 하며, 칼날이나 장치들의 부서지거나 파손되지 않도록 구성하여야 한다.

뿐만 아니라, 만약 봉합사가 경로를 벗어날 경우에는 가공이 되지 않기 때문에 상기 봉합사(100)의 이동경로상에 이의 이탈여부를 확인할 수 있는 센서를 구비하여 이탈시 알람을 주거나 장비를 세우도록 하여 이를 수정할 수 있도록 구성하면 더욱 좋다.

더 나아가, 봉합사(100)는 한번에 수십개씩 사용하기 때문에 봉합사(100)의 앞,뒤가 정확하게 정렬되게 하여 처리 효율을 높이도록 정렬수단을 더 포함하면 좋다.

그리고, 봉합사(100)의 가공은 PLC에 입력된 데이터에 의해 가공되게 되는데, 이러한 데이터들로는 도 10의 예시와 같이, 돌기의 갯수, 돌기의 방향, 봉합사의 회전방향, 돌기의 피치, 돌기의 깊이, 돌기의 길이, 칼날의 절단면 커브도, 칼날의 진입각도, 가공없는 곳의 길이, 절단위치, 다양한 종류를 한 번에 일괄생산할 것인지, 한가지씩 생산할 것인지, 다양한 종류를 한 번에 일괄생산할 것인지 전체를 생산할 것인지, 생산개수는 어떻게 할 것인지 등을 미리 입력하고 정의할 수 있다. 자동생산에 매우 적합하며, 하나의 장치로 다양한 종류의 돌기를 형성할 수 있다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명은 다음과 같은 방법을 통해 가시 돌기를 형성하게 된다.

즉, 도 9의 도시와 같이, 먼저 봉합사 인출준비단계(S100)가 수행된다.

상기 봉합사 인출준비단계(S100)는 봉합사를 인출할 수 있는 상태로 유지하는 단계로서, 봉합사 인출은 앞서 설명하였던 제2모터(310)를 회전시켜 마찰롤(300)에 맞물려 있는 봉합사(100)를 출측으로 밀어 냄으로써 이루어진다.

그러면, 보빈(110)에 감겨 있던 봉합사(100)는 다수의 텐션롤에 의해 적정 장력으로 유지되면서 풀려 나오면서 인출되게 된다.

상기 단계를 통해 봉합사(100)가 인출가능한 상태로 유지되면 돌기 형성방향 설정단계(S110)가 수행된다.

상기 돌기 형성방향 설정단계(S110)는 봉합사(100)에 형성될 돌기가 봉합사(100)의 길이방향으로 형성될 것인지 아니면 길이방향 반대쪽으로 형성될 것인지를 결정하여 세팅하는 단계로서, 이를 테면 돌기 형성시 갯수를 카운팅하여 설정 갯수를 넘어서면 모터베이스(420)를 이동시켜 방향 전환시킴으로써 쉽게 제어할 수 있다.

이렇게 하여, 돌기 형성방향 설정이 완료되면, 봉합사(100)를 인출시킴과 동시에 제1,2,3,4,5,6모터(120,310,340,410,500,610)를 각각 제어하면서 돌기형성칼(400)를 전진시키면서 동시에 회전시키고, 또한 동시에 사선방향으로 이동시켜 봉합사(100)의 표면에 설정된 방향으로 칼집을 만드는 작업이 이루어지는 돌기형성 개시단계(S120)가 수행된다.

이때, 돌기형성칼(400)의 움직임에 맞춰 누름판(330)이 하강하여 봉합사(100)가 움직이지 않도록 잡아 주는 동작들이 세팅된 시퀀스에 맞춰 자동으로 수행되게 된다.

이후, 일정길이 혹은 설정 개수 만큼의 돌기가 형성되면 절단가위(350)를 이용하여 봉합사(100)를 일정길이별로 잘라내는 커팅단계(S130)가 수행된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 수술용 실의 돌기 형성장치 및 그 방법은 작업자가 일일이 수작업하던 종래 방식을 완전히 개량하여 기계를 통해 자동 형성토록 함으로써 생산성 향상은 물론 품질 향상에 기여하고, 대량생산이 가능하여 제조원가를 절감할 수 있다.

100: 봉합사 110: 보빈
120: 제1모터 200: 제1텐션롤
210: 제2텐션롤 300: 마찰롤
310: 제2모터 340: 제3모터
400: 돌기형성칼 410: 제4모터
500: 제5모터 610: 제6모터

Claims (13)

1. 봉합사(100)가 감겨 있는 보빈(110);
   상기 보빈(110)으로부터 풀려 나온 봉합사(100)를 일정한 장력으로 유지시키는 제1,2텐션롤(200,210);
   상기 봉합사(100)를 당겨 출측으로 배출하도록 봉합사(100)가 통과되는 한 쌍의 마찰롤(300);
   상기 마찰롤(300)에 의해 출측으로 진행되는 봉합사(100)를 일시 고정하며, 승하강 동작되는 누름판(330);
   상기 누름판(330)에 의해 고정되어 있는 봉합사(100)를 향해 회전과 동시에 전진되면서 이와 함께 좌측 혹은 우측으로 사선이동되어 상기 봉합사(100)의 표면에 사선형 칼집을 내어 가시 돌기를 형성하는 돌기형성칼(400);을 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 실의 돌기 형성장치.
2. 청구항 1에 있어서;
   상기 한 쌍의 마찰롤(300)의 표면에는 거칠기가 부여된 것을 특징으로 하는 수술용 실의 돌기 형성장치.
3. 청구항 1에 있어서;
   상기 한 쌍의 마찰롤(300) 중 어느 하나는 상하방향으로 움직일 수 있게 하여 진행하는 봉합사(100)를 꼬면서 이송시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 수술용 실의 돌기 형성장치.
4. 청구항 1에 있어서;
   상기 한 쌍의 마찰롤(300)은 지렛대 원리로 동작되는 롤러벌림레버(304)를 통해 사이를 벌릴 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 수술용 실의 돌기 형성장치.
5. 청구항 1에 있어서;
   상기 돌기형성칼(400)은 제4모터(410)의 회전축 상에 각도 조절가능하게 고정되고; 상기 제4모터(410)는 'ㄴ' 형상의 모터베이스(420)에 고정되며; 상기 모터베이스(420)의 절곡된 하단면에는 그 폭보다 큰 직경을 갖는 회전휠(440)이 고정되고; 상기 회전휠(440)은 이를 사이에 두고 경사 배열된 한 쌍의 제1,2경사가이드(450a,450b)중 어느 하나와 접촉되게 배치되고; 상기 모터베이스(420)는 다수의 슬라이더(422,426)와 LM가이드(424,428)에 의해 X,Y방향으로 움직일 수 있도록 구성되며; 상기 모터베이스(420)는 제5모터(500)에 의해 자회전되는 볼스크류(490)와 연결되어 움직일 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 수술용 실의 돌기 형성장치.
6. 청구항 5에 있어서;
   상기 제1,2경사가이드(450a,450b)의 선단은 미세조절수단인 마이크로미터(460)로 상호 결속되어 제1,2경사가이드(450a,450b)의 경사조절을 통해 가시 돌기를 형성하는 칼집의 경사, 깊이를 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 수술용 실의 돌기 형성장치.
7. 청구항 5에 있어서;
   상기 제1,2경사가이드(450a,450b)의 각 일단에는 직선형인 제1,2수평가이드(G1,G2)가 더 링크된 것을 특징으로 하는 수술용 실의 돌기 형성장치.
8. 청구항 7에 있어서;
   상기 제1,2경사가이드(450a,450b)중 어느 하나와 접촉하는 회전휠(440)은 제6모터(610)에 의해 좌우방향으로 직선운동하는 막대 형태의 좌우작동대(600)가 모터베이스(420)를 좌측 혹은 우측으로 움직이는 것에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 수술용 실의 돌기 형성장치.
9. 청구항 1에 있어서;
   상기 봉합사(100)에 가시 돌기가 형성된 후 배출되는 출측에는 절단가위(350)가 더 구비되어 상기 봉합사(100)를 일정 길이별로 절단하는 것을 특징으로 하는 수술용 실의 돌기 형성장치.
10. 청구항 9에 있어서;
    상기 절단가위(350)는 솔레노이드(312)에 의해 진행하는 봉합사(100)를 일정길이로 절단하는 것을 특징으로 하는 수술용 실의 돌기 형성장치.
11. 청구항 1에 있어서;
    상기 돌기형성칼(400)과, 상기 누름판(330)이 구비된 받침대(320)는 오동작에 의해 상호 접촉시 통전되게 하여 동작을 비상정지시켜 장치를 보호하도록 구성된 것을 특징으로 하는 수술용 실의 돌기 형성장치.
12. 청구항 1에 있어서;
    상기 수술용 실의 돌기 형성장치는 PLC에 의해 제어되며, 상기 PLC에 입력되어 가변처리 가능한 데이터는 돌기의 갯수, 돌기의 방향, 봉합사의 회전방향, 돌기의 피치, 돌기의 깊이, 돌기의 길이, 칼날의 절단면 커브도, 칼날의 진입각도, 가공없는 곳의 길이, 절단위치를 포함하고, 다양한 종류를 한 번에 일괄생산할 것인지 전체를 생산할 것인지, 생산개수는 어떻게 할 것인지를 미리 입력하고 정의할 수 있는 것을 특징으로 하는 수술용 실의 돌기 형성장치.
13. 청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 하나에 기재된 수술용 실의 돌기 형성장치를 이용하여 수술용 실의 돌기를 형성하는 방법에 있어서;
    봉합사(100)를 인출할 수 있도록 보빈(110)에 감겨 있는 봉합사(100)를 제1,2텐션롤(200,210) 및 마찰롤(300) 사이를 경유하여 출측으로 배열하는 봉합사 인출준비단계(S100);
    봉합사(100)가 인출가능한 상태로 유지되면, 봉합사(100)에 형성될 돌기가 봉합사(100)의 길이방향으로 형성될 것인지 아니면 길이방향 반대쪽으로 형성될 것인지를 결정하여 세팅하는 돌기 형성방향 설정단계(S110);
    돌기 형성방향 설정이 완료되면, 봉합사(100)를 인출시킴과 동시에 돌기형성칼(400)를 전진시키면서 동시에 회전시키고, 또한 동시에 사선방향으로 이동시켜 봉합사(100)의 표면에 설정된 방향으로 칼집을 만드는 돌기형성 개시단계(S120);
    일정길이 혹은 설정 개수 만큼의 돌기가 형성되면 절단가위(350)를 이용하여 봉합사(100)를 일정길이별로 잘라내는 커팅단계(S130);를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 실의 돌기 형성방법.

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