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KR101563689B1 - 튜브 연결용 부속품 및 이를 구비한 미세유동 시스템 - Google Patents

튜브 연결용 부속품 및 이를 구비한 미세유동 시스템 Download PDF

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KR101563689B1
KR101563689B1 KR1020090021861A KR20090021861A KR101563689B1 KR 101563689 B1 KR101563689 B1 KR 101563689B1 KR 1020090021861 A KR1020090021861 A KR 1020090021861A KR 20090021861 A KR20090021861 A KR 20090021861A KR 101563689 B1 KR101563689 B1 KR 101563689B1
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Abstract

튜브와 미세유동장치를 연결을 매개하는 튜브 연결용 부속품과, 이를 구비한 미세유동 시스템이 개시된다. 개시된 튜브 연결용 부속품은 튜브의 말단이 삽입되고 이 튜브의 말단과 미세유동장치의 인렛홀 또는 아웃렛홀을 유체 흐름 가능하게 연결하는 관통공을 구비하며, 미세유동장치에 고정되는 보디(body), 및 보디가 미세유동장치에 고정되면 인렛홀 또는 아웃렛홀에 수용되도록 보디로부터 테이퍼(taper)지게 돌출된 돌출부를 구비한다.

Description

튜브 연결용 부속품 및 이를 구비한 미세유동 시스템{Fitting for connecting tube with microfluidic device and microfluidic system with the fitting}
미세유동장치에 튜브를 연결할 때 사용되는 튜브 연결용 부속품과, 상기 튜브 연결용 부속품, 튜브, 및 미세유동장치를 구비한 미세유동 시스템이 개시된다.
미세유체공학 분야에서 생체 시료를 이용하여 생화학 반응을 수행하고, 그 반응 결과를 검출하는 등의 다양한 기능들을 수행할 수 있는 미세유동장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 상기 미세유동장치는 랩온어칩(lab-on-a-chip)과 같은 칩(chip) 형태이거나, 랩온어디스크(lab-on-a-disk)와 같은 회전 가능한 디스크(disk) 형태일 수 있다. 상기 미세유동장치는 유체를 가두어둘 수 있는 챔버(chamber), 유체를 이송하기 위한 채널(channel), 유체의 흐름을 제어하는 밸브(valve), 또는 유체를 이용하여 소정의 기능을 수행할 수 있는 다양한 기능성 유닛을 구비할 수 있다.
미세유동장치의 내부로 유체를 주입하거나, 미세유동장치로부터 외부로 유체 를 배출하기 위하여 미세유동장치의 인렛홀(inlet hole)이나 아웃렛홀(outlet hole)에 튜브(tube)를 연결할 수 있다. 튜브와 미세유동장치 간의 연결 부분은 유체 누출이 발생되지 않도록 견고하게 밀봉되어야 하는 동시에, 튜브의 부착이 용이하여야 한다. 또한, 미세유동장치의 소형화 및 콤팩트화 경향에 따라 연결을 보조하는 부속품도 소형화될 필요가 있다.
소형화되고 콤팩트한 미세유동장치에 튜브를 연결하기 위하여 사용 가능한 튜브 연결용 부속품 및 이를 구비한 미세유동 시스템이 개시된다. 또한, 미세유동장치와 튜브를 연결하기 위하여 오링(O-ring)을 사용하는 경우보다 데드 볼륨(dead volume)이 감소되는 튜브 연결용 부속품과 이를 구비한 미세유동 시스템이 개시된다.
튜브의 말단이 삽입되고, 깔때기 형상(funnel-shape)으로 테이퍼(taper)진, 미세유동장치의 인렛홀 또는 아웃렛홀과 상기 튜브의 말단을 유체 흐름 가능하게 연결하는 관통공을 구비하며, 상기 미세유동장치에 고정되는 보디(body); 및, 상기 보디가 상기 미세유동장치에 고정되면 상기 인렛홀 또는 아웃렛홀에 수용되도록 상기 보디로부터 테이퍼(taper)지게 돌출된 돌출부;를 구비한 튜브 연결용 부속품과, 이를 구비한 미세유동 시스템이 개시된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 보디가 상기 미세유동장치에 고정되지 않은 때에는 상기 테이퍼진 돌출부의 경사각이 상기 테이퍼진 인렛홀 또는 아웃렛홀의 경사각보다 작을 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 돌출부의 경사각은 1 내지 45°일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 인렛홀 또는 아웃렛홀의 경사각은 4 내지 55°일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 튜브 연결용 부속품은 상기 보디를 상기 미세유동장치에 고정시키기 위한 결합 수단을 더 구비할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 튜브 연결용 부속품을 형성하는 소재로서 PP(polypropylene), PC(polycarbonate), PE(polyethylene), 또는 아크릴 수지(acrylic resin)가 포함될 수 있다.
또한, 튜브의 말단이 삽입되고 미세유동장치의 인렛홀 또는 아웃렛홀과 상기 튜브의 말단을 유체 흐름 가능하게 연결하는 관통공을 구비하며, 상기 미세유동장치에 고정되는 보디(body); 및, 상기 보디가 상기 미세유동장치에 고정될 때 상기 인렛홀 또는 아웃렛홀 주변에 밀착되도록 상기 관통공의 일측 주변에 형성된 가스켓부(gasket portion);를 구비한 튜브 연결용 부속품과, 이를 구비한 미세유동 시스템이 개시된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 튜브 연결용 부속품은 상기 보디를 상기 미세유동장치에 고정시키기 위한 결합 수단을 더 구비할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 가스켓부는 오링(O-ring) 형태일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 튜브 연결용 부속품은, 상기 가스켓부와, 상기 가스켓부와 일체로 형성되고, 제1 연결 통공을 구비하는 제1 보디부를 구비한 가스켓 유닛, 및 제2 연결 통공을 구비하는 제2 보디부를 구비한 튜브 수용 유닛을 구비하고, 상기 제1 연결 통공과 제2 연결 통공이 일렬로 연결되어 상기 관통공을 형성하고, 상기 제1 보디부와 제2 보디부가 결합되어 상기 보디를 형성할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 튜브 수용 유닛은 상기 제2 보디부로부터 상기 제1 연결 통공을 향해 테이퍼(taper)지게 돌출된 돌출부를 구비하고, 상기 제1 연결 통공은 상기 돌출부를 수용하도록 깔때기 형상(funnel-shape)으로 테이퍼질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제2 보디부가 상기 제1 보디부에 결합되지 않은 때에는 상기 테이퍼진 돌출부의 경사각이 상기 테이퍼진 제1 연결 통공의 경사각보다 작을 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 돌출부의 경사각은 1 내지 45°일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1 연결 통공의 경사각은 4 내지 55°일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 가스켓 유닛을 형성하는 소재로서 실리콘 수지(silicone), PDMS(polydimethylsiloxane), 또는 고무(rubber)가 포함될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 미세유동 시스템은 상기 튜브의 말단과 상기 관통공 사이로 유체가 유출되지 않도록 밀봉하는 실란트부(sealant portion)를 더 구비할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 튜브 연결용 부속품은 소형화되고 콤팩트한 미세유동장치에 튜브를 연결하는데 적용할 수 있으며, 소형화된 미세유동 시스템을 구현 하기 용이하다. 또한, 미세유동장치와 튜브를 연결하기 위하여 오링(O-ring)을 사용하는 경우보다 데드 볼륨(dead volume)이 감소될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 튜브 연결용 부속품과, 이를 구비한 미세유동 시스템을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세유동 시스템의 분해 사시도이고, 도 2a는 도 1의 튜브 연결용 부속품과 미세유동장치가 결합되기 전의 형상을 도시한 단면도이고, 도 2b는 도 1의 튜브 연결용 부속품과 미세유동장치가 결합된 때의 형상을 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 미세유동 시스템(100)은 생화학적 검사를 위해 사용되는 유체를 주입하기 위한 인렛홀(inlet hole, 120A)을 구비한 미세유동장치(110A)와, 상기 인렛홀(120A)에 유체 흐름 가능하게 연결되는 튜브(tube, 101)와, 상기 튜브(101)의 말단(102)과 인렛홀(120A) 사이의 연결을 매개하는 튜브 연결용 부속품(130)을 구비한다. 상기 미세유동장치(110A)는 하부 기판(111)과 상부 기판(113)을 접합하여 제조된다.
상기 미세유동장치(110A)는 상부 기판(113)과 접합되는 하부 기판(111)의 상측면에 그루브(groove)를 형성하여, 유체를 가두어둘 수 있는 챔버(chamber, 115) 및 유체를 이송하기 위한 채널(channel, 117)을 형성한다. 상기 미세유동장치(110A)는 유체의 흐름을 제어하는 밸브(valve, 미도시)를 구비할 수도 있다. 상기 인렛홀(120A)은 상부 기판(113)을 관통하도록 기계 가공하여 형성할 수 있다. 상기 인렛홀(120A)을 통하여 유체가 챔버(115) 내부로 주입된다. 도시되진 않았으나, 상기 미세유동장치(110A)는 유체를 미세유동장치(110A)의 외부로 배출하기 위한 아웃렛홀(outlet hole)을 더 구비할 수도 있고, 상기 아웃렛홀이 튜브에 유체 흐름 가능하게 연결될 수도 있다.
상기 인렛홀(120A)은 깔때기 형상(funnel-shape)으로 테이퍼(taper)지게 형성된다. 도 2a를 참조하면, 상기 인렛홀(120A)은 상부 기판(113)의 외측면에서 내측면으로 갈수록 직경이 작아지도록 경사진 인렛홀 경사면(122)을 구비한다. 상기 상부 기판(113)의 두께 방향으로 연장되는 법선(normal line)과 상기 인렛홀 경사면(122)이 이루는 인렛홀 경사각(A2)은 4 내지 55°일 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 튜브(101)는 탄성 복원 가능하게 휘어지는 유연성 튜브(flexible tube)로서 유체가 흐를 수 있는 유로를 제공한다. 도시되진 않았으나, 상기 튜브(101)의 타측 말단은 유체의 저장조(reservoir)에 연결될 수 있다.
도 1 및 도 2a를 참조하면, 상기 튜브 연결용 부속품(130)은 상기 미세유동장치(110A)에 고정 결합되는 보디(131)와, 상기 보디(131)가 미세유동장치(110A)에 고정되면 상기 인렛홀(120A)에 수용되도록 상기 보디(131)로부터 테이퍼(taper)지게 돌출된 돌출부(136)를 구비한다. 상기 보디(131) 및 돌출부(136)는 고분자 수지를 몰드(mold) 성형하여 일체로 형성될 수 있다. 상기 튜브 연결용 부속품(130)은 PP(polypropylene), PC(polycarbonate), PE(polyethylene), 또는 아크릴 수지(acrylic resin)를 포함하는 소재로 만들어질 수 있다.
상기 보디(131)는 그 두께 방향으로 형성된 관통공(133)을 구비한다. 상기 관통공(133)에는 상기 튜브(101)의 말단(102)이 삽입된다. 상기 관통공(133)은 상기 튜브 말단(102)과 인렛홀(120A)을 유체 흐름 가능하게 일렬로 연결한다. 상기 튜브 말단(102)이 관통공(133) 내주면에 밀착되도록 상기 관통공(133)의 직경은 상기 튜브 말단(102)의 외경과 같거나 약간 작게 설계된다. 한편, 상기 튜브 말단(102)과 관통공(133) 사이로 유체가 유출되지 않도록, 상기 관통공(133)의 입구에는 실란트(sealant)를 도포하여 밀봉한 실란트부(sealant portion, 160)가 형성된다.
상기 돌출부(136)는 보디(131)에서 이격될수록 직경이 작아지도록 경사진 돌출부 경사면(137)을 구비한다. 상기 보디(131)의 두께 방향으로 연장되는 법선(normal line)과 상기 돌출부 경사면(137)이 이루는 돌출부 경사각(A1)은 1 내지 55°일 수 있다. 상기 보디(131)가 상기 미세유동장치(110A)에 고정되지 않은 때에는 상기 돌출부 경사각(A1)이 상기 인렛홀 경사각(A2)보다 작다.
도 2b를 참조하면, 상기 돌출부(136)가 상기 경사진 인렛홀(120)에 수용되도록 상기 돌출부(136)와 인렛홀(120)을 정렬(aligning)하고 상기 튜브 연결용 부속품(130)을 상기 상부 기판(113) 측으로 가압하면 상기 돌출부 경사각(A1)이 인렛홀 경사각(A2)과 같아지도록 상기 돌출부(136)가 탄성 복원 가능하게 오므라진다. 이로 인해 상기 인렛홀 경사면(122)과 돌출부 경사면(137)이 밀착되어 유체의 유출이 신뢰성 있게 방지된다. 한편, 상기 튜브 연결용 부속품(130)은 보디(131)와 일체로 형성된 돌출부(136)를 구비하므로, 밀봉(sealing)을 위해 튜브 말단(102)에 체결되는 연결 부재(미도시)와, 상기 연결 부재와 미세유동장치(110A) 사이에 개재되는 오링(O-ring)을 구비하는 튜브 연결 구조와 비교하여 데드 볼륨(dead volume)이 작아질 수 있다. 데드 볼륨이란 미세유동장치(110A) 내부에서 수행되는 생화학 검사에 실질적으로 기여하지 못하는 영역의 볼륨을 의미하는 것으로, 생화학 검사에 사용되는 시약 등이 대부분 고가의 액체이기 때문에 데드 볼륨을 감소시키는 것은 생화학 검사 비용을 줄이는데 중요하다.
상기 튜브 연결용 부속품(130)은 상기 보디(131)를 상기 미세유동장치(110A)에 고정시키기 위한 결합 수단을 더 구비한다. 상기 결합 수단은 볼트(161, 162)를 구비할 수 있다. 상기 보디(131)에는 상기 볼트(161, 162)가 관통 가능한 볼트 관통공(141, 142)이 형성되고, 상기 상부 기판(113)에는 상기 볼트 관통공(141, 142)을 통과한 볼트(161, 162)가 삽입되는 볼트 체결공(127)이 형성될 수 있다. 상기 볼트(161, 162)를 상기 볼트 관통공(141, 142) 및 볼트 체결공(127)에 대해 일 방향으로 회전시켜 상기 보디(131)를 미세유동장치(110A)에 고정 결합시킬 수 있고, 반대로 상기 볼트(161, 162)를 체결하는 방향과 반대 방향으로 회전시켜 상기 보디(131)를 미세유동장치(110A)로부터 분리할 수 있다.
한편, 도 1에는 볼트(161, 162)를 구비하는 결합 수단만이 개시되어 있으나, 예컨대 후크(hook) 수용 홈에 수용 가능한 후크(hook), 양면 접착 테이프, 접착제 등을 구비하는 결합 수단도 본 발명의 실시예에 적용 가능하다. 또한, 도 1에는 단수의 관통공(133)과 돌출부(136)를 구비한 튜브 연결용 부속품(130)만이 개시되어 있으나, 복수의 관통공과 돌출부를 구비한 튜브 연결용 부속품도 본 발명의 실시예에 속한다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 미세유동 시스템의 분해 사시도이고, 도 4는 도 3의 튜브 연결용 부속품과 미세유동장치가 결합된 때의 형상을 도시한 단면도이며, 도 5는 도 4에 도시된 튜브 연결용 부속품의 변형예를 분해하여 도시한 단면도이다. 이하에서 도 1, 도 2a, 및 도 2b에 개시된 참조번호와 동일한 참조번호로 지정된 구성요소는 이미 설명된 바 있으므로 새롭게 개시된 참조번호로 지정된 구성요소를 주로 설명한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 미세유동 시스템(200)은 생화학적 검사를 위해 사용되는 유체를 주입하기 위한 인렛홀(inlet hole, 120B)을 구비한 미세유동장치(110B)와, 상기 인렛홀(120B)에 유체 흐름 가능하게 연결되는 튜브(tube, 101)와, 상기 튜브(101)의 말단(102)과 인렛홀(120B) 사이의 연결을 매개하는 튜브 연결용 부속품(230A)을 구비한다. 상기 미세유동장치(110B)는 하부 기판(111)과 상부 기판(113)을 접합하여 제조되며, 유체를 가두어둘 수 있는 챔버(115), 및 유체를 이송하기 위한 채널(117)을 구비하며, 유체의 흐름을 제어하는 밸브(valve, 미도시)를 구비할 수도 있다. 상기 인렛홀(120B)을 통하여 유체가 챔버(115) 내부로 주입된다. 도시되진 않았으나, 상기 미세유동장치(110B)는 유체를 미세유동장치(110B)의 외부로 배출하기 위한 아웃렛홀(outlet hole)을 더 구비할 수도 있고, 상기 아웃렛홀이 튜브에 유체 흐름 가능하게 연결될 수도 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 튜브 연결용 부속품(230A)은 상기 미세유동장치(110B)에 고정 결합되는 보디(255A)와, 상기 미세유동장치(110B)와 대면하는 상기 보디(255A)의 일측면에 형성된 가스켓부(gasket portion, 235)를 구비한다. 상기 보디(255A)는 그 두께 방향으로 형성된 관통공(260A)을 구비하고, 상기 가스켓부(235)는 상기 미세유동장치(110B)와 대면하는 상기 관통공(260A)의 일측 입구 주변에 형성된다.
상기 관통공(260A)에는 상기 튜브(101)의 말단(102)이 삽입된다. 상기 관통공(260A)은 상기 튜브 말단(102)과 인렛홀(120B)을 유체 흐름 가능하게 일렬로 연결한다. 상기 튜브 말단(102)이 관통공(260A) 내주면에 밀착되도록 상기 관통공(260A)의 직경은 상기 튜브 말단(102)의 외경과 같거나 약간 작게 설계된다. 한편, 상기 튜브 말단(102)과 관통공(260A) 사이로 유체가 유출되지 않도록, 상기 관통공(260A)의 입구에는 실란트(sealant)를 도포하여 밀봉한 실란트부(sealant portion, 160)가 형성된다.
상기 튜브 연결용 부속품(230A)은 개별적으로 만들어진 한 쌍의 부재가 결합되어 형성된다. 구체적으로, 상기 튜브 연결용 부속품(230A)은 가스켓 유닛(232A)과 튜브 수용 유닛(240A)을 구비한다. 상기 가스켓 유닛(232A)은 상기 가스켓부(235), 및 상기 가스켓부(235)와 일체로 형성되고, 제1 연결 통공(237A)을 구비한 제1 보디부(234A)를 구비한다. 상기 튜브 수용 유닛(240A)은 제2 연결 통공(247A)을 구비한 제2 보디부(242A)를 구비한다. 상기 제1 연결 통공(237A)과 제2 연결 통공(247A)이 일렬로 연결되도록 정렬하고 상기 제1 보디부(234A)와 제2 보디부(242A)를 결합하여 튜브 연결용 부속품(230A)을 형성할 수 있다. 상기 제1 보디부(234A)와 제2 보디부(242A)는 접착제를 적용하여 결합할 수 있다.
상기 일렬로 연결된 제1 연결 통공(237A)과 제2 연결 통공(247A)이 상기 관 통공(260A)을 형성하고, 상기 서로 결합된 제1 보디부(234A)와 제2 보디부(242A)가 상기 보디(255A)를 형성한다. 상기 제1 보디부(234A) 및 가스켓부(235)는 일체로 형성된다. 상기 가스켓 유닛(232A)과 튜브 수용 유닛(240A)은 각각 고분자 수지를 몰드(mold) 성형하여 일체로 형성될 수 있다. 상기 가스켓 유닛(232A)은 실리콘 수지(silicone), PDMS(polydimethylsiloxane), 또는 고무(rubber)를 포함하는 소재로 만들어질 수 있다. 상기 튜브 수용 유닛(240A)은 PP(polypropylene), PC(polycarbonate), PE(polyethylene), 또는 아크릴 수지(acrylic resin)를 포함하는 소재로 만들어질 수 있다.
상기 관통공(260A)과 상기 인렛홀(120B)이 일렬로 배치되도록 정렬하고 상기 튜브 연결용 부속품(230A)을 상기 상부 기판(113) 측으로 가압하면, 상기 가스켓부(235)가 탄성 변형 가능하게 변형되며 상기 상부 기판(113)에 밀착된다. 상기 가스켓부(235)가 상기 인렛홀(120B) 입구의 주변을 에워싸므로 유체의 유출이 신뢰성 있게 방지된다. 한편, 상기 튜브 연결용 부속품(230A)은 보디(255A)와 연결되어 돌출된 가스켓부(235)를 구비하므로, 밀봉(sealing)을 위해 튜브 말단(102)에 체결되는 연결 부재(미도시)와, 상기 연결 부재와 미세유동장치(110B) 사이에 개재되는 오링(O-ring)을 구비하는 튜브 연결 구조와 비교하여 데드 볼륨(dead volume)이 작아질 수 있다.
상기 튜브 연결용 부속품(230A)은 상기 보디(255A)를 상기 미세유동장치(110B)에 고정시키기 위한 결합 수단을 더 구비한다. 상기 결합 수단은 상기 미세유동장치(110B)와 대면하는 상기 보디(255A)의 일측면에 부착된 양면 접착 테이 프(265)를 구비할 수 있다. 상기 양면 접착 테이프(265)는 상기 가스켓부(235)와 이격되는 지점에 배치될 수 있다. 한편, 도 3에는 양면 접착 테이프(265)를 구비하는 결합 수단만이 개시되어 있으나, 예컨대 접착제 등을 구비하는 결합 수단도 본 발명의 실시예에 적용 가능하다. 또한, 도 3에는 단수의 관통공(260A)과 돌출부(가스켓부(235)를 구비한 튜브 연결용 부속품(230A)만이 개시되어 있으나, 복수의 관통공과 돌출부를 구비한 튜브 연결용 부속품도 본 발명의 실시예에 속한다.
도 4에 개시된 튜브 연결용 부속품(230A)을 대신하여 도 5에 개시된 튜브 연결용 부속품(230B)이 미세유동장치(110B)에 고정 결합될 수도 있다. 도 5를 참조하면, 상기 튜브 연결용 부속품(230B)은 상기 미세유동장치(110B, 도 3 참조)에 고정 결합되는 보디(255B)와, 상기 미세유동장치(110B)와 대면하는 상기 보디(255B)의 일측면에 형성된 가스켓부(gasket portion, 235)를 구비한다. 상기 보디(255B)는 그 두께 방향으로 형성된 관통공(260B)을 구비한다. 상기 가스켓부(235)는 상기 미세유동장치(110B)와 대면하는 상기 관통공(260B)의 일측 입구 주변에 형성된다. 상기 가스켓부(235)는 오링(O-ring) 형상이다. 상기 관통공(260B)에는 상기 튜브(101)의 말단(102)이 삽입된다. 상기 튜브 말단(102)과 관통공(260B) 사이로 유체가 유출되지 않도록, 상기 관통공(260B)의 입구에는 실란트(sealant)를 도포하여 밀봉한 실란트부(sealant portion, 160)가 형성된다.
상기 튜브 연결용 부속품(230B)도 또한, 도 4에 도시된 튜브 연결용 부속품(230A)과 마찬가지로, 개별적으로 만들어진 가스켓 유닛(232B)과 튜브 수용 유닛(240B)을 구비한다. 상기 가스켓 유닛(232B)은 상기 가스켓부(235), 및 상기 가 스켓부(235)와 일체로 형성되고, 제1 연결 통공(237B)을 구비한 제1 보디부(234B)를 구비한다. 상기 튜브 수용 유닛(240B)은 제2 연결 통공(247B)을 구비한 제2 보디부(242B)를 구비한다.
상기 제1 연결 통공(237B)과 제2 연결 통공(247B)이 일렬로 연결되도록 정렬하고 상기 제1 보디부(234B)와 제2 보디부(242B)를 결합하여 튜브 연결용 부속품(230B)을 형성할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 연결 통공(237B)은 깔때기 형상(funnel-shape)으로 테이퍼(taper)지게 형성된다. 상기 제1 연결 통공(237B)은 가스켓부(235)에 가까워질수록 직경이 작아지도록 경사진 제1 연결 통공 경사면(238)을 구비한다. 상기 제1 보디부(234B)의 두께 방향으로 연장되는 법선(normal line)과 상기 제1 연결 통공 경사면(238)이 이루는 제1 연결 통공 경사각(A4)은 4 내지 55°일 수 있다.
한편, 상기 튜브 수용 유닛(240B)은 상기 제1 보디부(234B)와 제2 보디부(242B)가 결합되면 상기 제1 연결 통공(237B) 수용되도록 상기 제2 보디부(242B)로부터 테이퍼(taper)지게 돌출된 돌출부(244)를 구비한다. 상기 돌출부(244)는 제2 보디부(242B)에서 이격될수록 직경이 작아지도록 경사진 돌출부 경사면(245)을 구비한다. 상기 제2 보디부(242B)의 두께 방향으로 연장되는 법선(normal line)과 상기 돌출부 경사면(245)이 이루는 돌출부 경사각(A3)은 1 내지 55°일 수 있다. 상기 제2 보디부(242B)가 제1 보디부(234B)에 결합되지 않은 때에는 상기 돌출부 경사각(A3)이 상기 제1 연결 통공 경사각(A4)보다 작다.
상기 돌출부(244)가 상기 경사진 제1 연결 통공(237B)에 수용되도록 상기 돌 출부(244)와 제1 연결 통공(237B)을 정렬(aligning)하고 상기 튜브 수용 유닛(240B)을 상기 가스켓 유닛(232B) 측으로 가압하면 상기 돌출부 경사각(A3)이 제1 연결 통공 경사각(A4)과 같아지도록 상기 돌출부(244)가 탄성 복원 가능하게 오므라진다. 이로 인해 상기 제1 연결 통공 경사면(238)과 돌출부 경사면(245)이 밀착되어 유체의 유출이 신뢰성 있게 방지된다. 상기 제1 보디부(234B)와 제2 보디부(242B)는 접착제를 적용하여 결합할 수 있다.
상기 일렬로 연결된 제1 연결 통공(237B)과 제2 연결 통공(247B)이 상기 관통공(260B)을 형성하고, 상기 서로 결합된 제1 보디부(234B)와 제2 보디부(242B)가 상기 보디(255B)를 형성한다. 상기 제1 보디부(234B) 및 가스켓부(235)는 일체로 형성된다. 상기 가스켓 유닛(232B)과 튜브 수용 유닛(240B)은 각각 고분자 수지를 몰드(mold) 성형하여 일체로 형성될 수 있다. 상기 가스켓 유닛(232B)은 실리콘 수지(silicone), PDMS(polydimethylsiloxane), 또는 고무(rubber)를 포함하는 소재로 만들어질 수 있다. 상기 튜브 수용 유닛(240B)은 PP(polypropylene), PC(polycarbonate), PE(polyethylene), 또는 아크릴 수지(acrylic resin)를 포함하는 소재로 만들어질 수 있다.
상기 튜브 연결용 부속품(230B)은 상기 보디(255B)를 상기 미세유동장치(110B, 도 3 참조)에 고정시키기 위한 결합 수단을 더 구비할 수 있다. 상기 결합 수단은 도 4에 개시된 튜브 연결용 부속품(230A)을 참조하여 상세하게 설명하였으므로 중복된 설명은 생략한다.
이상에서 첨부된 도면을 참조하여 설명된 본 발명의 실시예들은 예시적인 것 에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세유동 시스템의 분해 사시도이다.
도 2a는 도 1의 튜브 연결용 부속품과 미세유동장치가 결합되기 전의 형상을 도시한 단면도이고, 도 2b는 도 1의 튜브 연결용 부속품과 미세유동장치가 결합된 때의 형상을 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 미세유동 시스템의 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 튜브 연결용 부속품과 미세유동장치가 결합된 때의 형상을 도시한 단면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 튜브 연결용 부속품의 변형예를 분해하여 도시한 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 ...미세유동 시스템 101 ...튜브
110A ...미세유동장치 120A ...인렛홀
122 ...인렛홀 경사면 130 ...튜브 연결용 부속품
131 ...보디 133 ...관통공
136 ..돌출부 137 ...돌출부 경사면
160 ...실란트부 161, 162 ...볼트

Claims (18)

  1. 튜브의 말단이 삽입되고, 깔때기 형상(funnel-shape)으로 테이퍼(taper)진, 미세유동장치의 인렛홀 또는 아웃렛홀과 상기 튜브의 말단을 유체 흐름 가능하게 연결하는 관통공을 구비하며, 상기 미세유동장치에 고정되는 보디(body); 및,
    상기 보디가 상기 미세유동장치에 고정되면 상기 인렛홀 또는 아웃렛홀에 수용되도록 상기 보디로부터 테이퍼(taper)지게 돌출된 돌출부;를 포함하고,
    상기 보디가 상기 미세유동장치에 고정되지 않은 때 상기 돌출부의 전체적인 경사각이 상기 인렛홀 또는 아웃렛홀의 전체적인 경사각보다 작고,
    상기 보디가 미세유동장치에 고정될 때 상기 돌출부가 탄성적으로 변형되어 상기 돌출부의 전체적인 경사각과 같은 상기 튜브 연결용 부속품.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 돌출부의 경사각은 1 내지 45°인 튜브 연결용 부속품.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 인렛홀 또는 아웃렛홀의 경사각은 4 내지 55°인 튜브 연결용 부속품.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 튜브 연결용 부속품은 상기 보디를 상기 미세유동장치에 고정시키기 위한 결합 수단을 더 구비한 튜브 연결용 부속품.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 튜브 연결용 부속품을 형성하는 소재로서 PP(polypropylene), PC(polycarbonate), PE(polyethylene), 또는 아크릴 수지(acrylic resin)가 포함된 튜브 연결용 부속품.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 유체를 내부로 주입하기 위한 인렛홀(inlet hole) 또는 유체를 외부로 배출하기 위한 아웃렛홀(outlet hole)을 구비한 미세유동장치; 상기 인렛홀 또는 아웃렛홀에 유체 흐름 가능하게 연결되는 튜브(tube); 및, 상기 튜브의 말단과 인렛홀 또는 아웃렛홀 사이의 연결을 매개하는 튜브 연결용 부속품;을 구비하고,
    상기 인렛홀 또는 아웃렛홀은 깔때기 형상(funnel-shape)으로 테이퍼(taper)지게 형성되고, 상기 튜브 연결용 부속품은 제 1 항 및 제 3 항 내지 제 6 항 중의 어느 한 항의 튜브 연결용 부속품인 미세유동 시스템.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 튜브의 말단과 상기 관통공 사이로 유체가 유출되지 않도록 밀봉하는 실란트부(sealant portion)를 더 구비한 미세유동 시스템.
  17. 삭제
  18. 삭제
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