JP2004511725A - 少量を排出するための手動で操作されるポンプ - Google Patents

少量を排出するための手動で操作されるポンプ Download PDF

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リー、チュン キー
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    • B05B11/00Single-unit, i.e. unitary, hand-held apparatus comprising a container and a discharge nozzle attached thereto, in which flow of liquid or other fluent material is produced by the muscular energy of the operator at the moment of use or by an equivalent manipulator independent from the apparatus
    • B05B11/30Single-unit, i.e. unitary, hand-held apparatus comprising a container and a discharge nozzle attached thereto, in which flow of liquid or other fluent material is produced by the muscular energy of the operator at the moment of use or by an equivalent manipulator independent from the apparatus the flow being effected by a pump
    • B05B11/3001Piston pumps
    • B05B11/3023Piston pumps having an outlet valve opened by deformation or displacement of the piston relative to its actuating stem
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B9/00Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members
    • F04B9/14Pumps characterised by muscle-power operation

Abstract

本発明は、排出速度が一回当たり約0.2cc未満である手動で操作されるポンプに関するものであり、ここで、軸及びピストンの構造を変えることにより、ただ一個のスプリングによってポンプ本来の機能が発揮でき、ハウジングキャップ及び容器カバーを一体化しカバーの構造を変えて構成部品数を減らすことにより、ポンプの製造プロセスが簡略化でき、部品の組立てプロセスが簡単であり、且つ、ポンプ動作がより容易である。又、ハウジングとカバーの間の固定力及びハウジング内部の密閉性が改善されることは利点である。そのような少量を排出するための手動で操作されるポンプは、高粘度内容物及び低粘度内容物の両者のポンプ動作に利用できる。
【選択図】図4

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、改良された内部構造を有する、少量を排出するための手動で操作されるポンプに関するものである。より具体的には、本発明は、排出速度が一回当たり0.2cc未満である従来の手動で操作されるポンプにおいて、軸とピストンの構造を変えることにより、ただ一個のスプリングを用いてポンプの機能を果たすための手動で操作されるポンプを提供し、又ある場合には、ハウジングキャップとカバーを一体化し、且つ、一体化されたカバーを特別な構造に変えて構成部品数を減らすことによりポンプの機能及び製造コストを改善した、少量を排出するための手動で操作されるポンプを提供することに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
少量を排出するための手動で操作される本ポンプは、ポンプ動作による排出速度が一回当たり約0.2ccであり、そして容器に満たされた液体又はエマルションタイプの内容物をポンプ動作によって定量的に排出する場合に使用できる、手動で操作されるポンプである。そのようなポンプは、その便利さ故に化粧品容器等の中に固定されて広く使用されている。
【0003】
図1は、少量を排出するための従来の手動で操作されるポンプの代表的な例を示す。この従来のポンプは、ポンプの外表面を形成する円筒状のハウジング(20)と、液体通路をその中に有する軸(30)と、ハウジング(20)の内表面に沿って往復する円筒状ピストン(40)と、ハウジング(20)及びカバー(図示されていない)を固定して軸(30)の往復運動を案内するハウジングキャップ(25)と、軸(30)の下端に固定された円錐状軸受け(32)と、ピストン(40)の上方に位置する上部スプリング(52)と、円錐状軸受け(32)中に取付けられた下部スプリング(54)と、ハウジング(20)の下方に位置するボール(60)と、ハウジングの下端に固定されたチューブ(80)等とを有する。そのようなポンプは、内容物で満たされた容器(図示されていない)に、ねじ溝が中に形成されているカバー(図示されていない)を用いて固定される。
【0004】
軸(30)に下向きの力が掛かった時に、円錐状軸受け(32)に取付けられた下部スプリング(54)が圧縮され、そして、円錐状軸受け(32)の上端突起(33)がピストンの内表面(42)の下端と噛み合って、上部スプリング(52)の伸張力によってピストン内表面(42)の下端が下方に動くように、上部スプリング(52)のスプリング力は、下部スプリング(54)の力よりも大きくしてある。ピストンの外表面(44)の下端が小さい直径を有するハウジング(20)の下部に達すると、ピストン(40)はもはや下方に動くことはなく、そして、軸(30)は下方に動き続け、一方、上部スプリング(52)は圧縮されるため、ピストン内表面(42)の下端は円錐状軸受け(32)の上端突起(33)から離れる。その時点で、円筒の内部空間(22)中において加圧された内容物が、内表面(42)の下端と上端突起(33)の間に形成される隙間に導入され、次いで流入開口部(36)を通って内部通路(38)に導入される。
【0005】
軸(30)中の下向きの力が除去されると、軸(30)が上方に動き、一方、上部スプリング(52)は直ちに伸張して、ピストンの内表面(42)の下端と円錐状軸受け(32)の上端突起(33)の間に形成された隙間を閉じる。この時、下部スプリング(54)の伸張力によって軸(30)が上方に動くと、円筒内表面(22)の圧力が下がり、そしてこの圧力降下を補うために、内容物がチューブ(80)を通って流れ、一方、ハウジング下部のボール(60)が持上げられる。
【0006】
そのような従来のポンプには二つのスプリングが必要である。中でも、ピストン(40)の上部に設けられる上部スプリング(52)は、軸(30)が上下に移動する時にピストン(40)を円錐状軸受け(32)に噛み合うようにし、軸(30)が下方へ移動する場合は、スプリング(52)が円筒の内部空間(22)中の内容物を加圧し、そして又、軸(30)が上方へ移動する場合は、円筒の内部空間(22)中に圧力低下を生ぜしめる。
【0007】
そして、該ハウジングキャップ(25)は、ハウジングキャップ(25)が軸(30)の往復運動を案内しながらハウジングの上部を閉じさせ、且つ、軸(30)をハウジング(20)中に固定させる。
【0008】
ここで、少量を排出するための従来の手動で操作されるポンプにおいては、上部スプリング(52)及びハウジングキャップ(25)は必須成分である。しかしながら、小さなサイズの手動で操作される従来のポンプにおいては、多数の部品が複雑に設置され操作されるため、機械的トラブルを生じ、製造コストを高めるという不利を招く可能性が高かった。
【0009】
使用と外観に関していえば、容器の上部に搭載されるポンプが容器全体に占める容積をできるだけ小さくすることが好ましく、ポンプを構成する部品のサイズがより小さいものでなければならず、精密な構造が要求されるため製造プロセスが困難であった。又、顧客がより多くの物を要求する程、ポンプを構成する部品数が増える傾向にある。従って、部品の増加のためポンプ使用時に誤操作の可能性が増々高くなる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的の一つは、そのような従来技術の問題を解決することである。より具体的には、本発明の目的は、排出速度が一回当たり約0.2ccである従来の手動で操作されるポンプにおいて、軸及びピストンの構造を変えることにより、上部スプリングを用いることなしにポンプ本来の機能を果たすことである。
【0011】
本発明の更なる目的は、ハウジングキャップ、カバー等の部品を一体化し、且つ、構造を変えて、これらの部品が同時に更なる機能を発揮するようにすることによって、総部品数を減らして製造プロセスを簡略化し、誤操作の可能性を減らし、更に、より改善された性能を発揮することである。
【0012】
【発明を解決するための手段】
そのような目的を達成するために、ポンプ動作による排出速度が一回当たり約0.2ccである本発明の少量を排出するための手動で操作されるポンプは、
ポンプの外表面を形成する円筒状のハウジングと、液体通路をその中に有し、軸の下端で円錐状軸受けと一体化された軸と、ハウジングの内表面に沿って往復する円筒状ピストンと、ハウジングをカバー中に固定して該軸の往復運動を案内するハウジングキャップと、該円錐状軸受けの下端中に取付けられたスプリングと、ハウジングの下端に位置するボールと、ハウジングの下端に固定されたチューブと、中にねじ溝を有し、該ハウジングキャップ等に固定されているカバーとからなり、
その際、該軸において、比較的小さな直径を有するピストンの内表面と接触しながら、該内表面と滑動する軸の対応する部分の長さは、ピストンの内表面の長さより長く、かつ、
該ピストンは、軸に接触する内表面とハウジングの内表面に接触する外表面を持つ二重構造を有し、該外表面とハウジング内表面の間の摩擦力は、該内表面と軸の間の摩擦力より大きいことを特徴とする。
【0013】
ピストン外表面とハウジング内表面の間の摩擦力と、ピストン内表面と軸の間の摩擦力の差は、好ましくは接触面積の差から生じる。即ち、ピストン外表面がハウジング内表面と接触する面積は、ピストン内表面が軸と接触する面積より広い。材料の品質が同一であり表面の凹凸も同一の場合、摩擦力は接触面積の差によって比例的に増大する。
【0014】
本発明のそのような手動で操作されるポンプは、本発明のポンプが、ボールと軸下端の円錐状軸受けの間に位置するただ一個のスプリングを使用することによって、従来の二個のスプリングを有する、少量を排出するための手動で操作されるポンプと同じ機能を発揮することを特徴とする。これは、上記の通り、軸及びピストンの構造が従来の軸及びピストンの構造と全く異なるためである。
【0015】
本発明は、好ましくは、該ハウジングキャップがカバーと一体化されている、少量を排出するための手動で操作されるポンプを特徴とする。
【0016】
より具体的には、本発明は、外周部及び外周溝を該軸と同軸的に有する内部円筒状曲部が、該軸の上端と一体化されているため、単体のハウジングキャップを必要としない。この内部円筒状曲部が軸の往復運動を案内し、且つ、ハウジングキャップ及び密閉ライナーの役割に代わってハウジングの内部空間を密閉する。
【0017】
本発明の手動で操作されるポンプは、一回当たり約0.2cc未満、より好ましくは一回当たり0.05乃至0.2ccの排出速度を有するポンプに応用され得る。しかしながら場合によっては、本発明は、ポンプの排出速度が幾分該範囲を逸脱するある量を排出するためのポンプの定義を有する範囲も包含する。化粧用ローションのような高粘度エマルション内容物及び香水のような低粘度液体内容物の両者が、排出される内容物として利用できる。
【0018】
バルク状態及び細かな液滴の噴霧状態の両者が内容物の噴出方法として利用できる。そのような噴出方法の違いは、内容物がポンプから外部に向かって噴出される排出開口部に噴出ノズルが固定されているかどうかに依存する。噴出ノズルが該排出開口部に固定されている場合、液状の内容物は霧状で噴出される。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下に示すように、本発明をより詳細に説明するため、図を参照しながら説明するが、本発明の範囲がそれらによって制約されると決して解釈されるべきではない。
【0020】
図2乃至図6は、本発明の種々の実施例に基づく、少量を排出するための手動で操作されるポンプとその構成部品を示す。本発明のポンプの構造と操作原理を図を参照しながら以下に記載する。
【0021】
図4を参照すると、内部流路(38)を有する軸(30)の上端はアクチュエーター(10)に固定され、スプリング(50)は、軸(30)の下端において円錐状軸受け(32)に取付けられている。アクチュエーター(10)に下向きの力がかけられそして除去された場合、内表面(42)及び外表面(44)から成る二重構造を有するピストン(40)は、ハウジング(20)の内表面に沿って滑動しながら往復する。
【0022】
軸(30)の、ピストン内表面(42)がそれに沿って滑動しながら往復する部分は、直角の段(34)と円錐状軸受け(32)の上端突起(33)との間の部分である。それらの部分の直径は、もう一方の部分の直径より小さい。ピストンの内表面(42)の長さは、該もう一方の部分の長さに比較して短い。それらの部分の中で、軸の滑動部(31)は、下向きの力がアクチュエーター(10)に掛かった時に、往復運動においてピストンの内表面(42)に摩擦力を生じさせるように、ピストンの内表面(42)と接触する部分である。
【0023】
本発明の一つの態様によれば、ピストン内表面(42)が軸と接触する滑動部(31)の面積が、ピストン外表面(44)がハウジング内表面と接触する面積より小さいために、ピストン(40)の往復運動において、ピストン外表面(44)の摩擦力は、ピストン内表面(42)の摩擦力よりも大きい。
【0024】
このように、ポンプ動作のために下向きの力がアクチュエーター(10)に掛かった場合、軸(30)は下方に移動し、且つ、滑動部(31)は、先ず、比較的小さな摩擦力を有するピストン内表面(42)に沿って滑動する。ピストン内表面(42)の上端が軸(30)の直角の段(34)に到達すると、滑動運動が止まり、この手順の間、ピストン内表面(42)の下端が円錐状軸受け(32)の上端突起(33)から離れた位置になり、円筒の内部空間(22)の内容物が、流入開口部(36)を通り、隙間空間を介して内部流路(38)に導入される。
【0025】
次いで、軸(30)の連続的な下方への運動と共に、ピストン外表面(44)がハウジング内表面(20)に沿って滑動し、ピストン外表面(44)がハウジング(20)のバリア段(24)に到達すると、滑動運動が停止する。
【0026】
そして、ポンプ動作が終了して軸(30)に掛かる圧力が除かれると、軸(30)が上方に動き始め、この時、摩擦力が比較的小さいピストン内表面(42)がピストン外表面(44)より先に滑り始める。従って、ピストン内表面(42)の下端に噛み合わされた、軸(30)の円錐状軸受け(32)の上端突起(33)によって、円筒の内部空間(22)が軸(30)の内部流路(38)に対して閉鎖される。次いで、軸(30)の連続的な上方への運動の間に、ピストン外表面(44)が滑動し、密閉された円筒の内部空間(22)の圧力が下がり続ける。そのような圧力降下を補うために、ハウジングの下部を重力によって閉鎖していたボール(60)が少し持上がって、容器の内容物がチューブ(80)を通りそのような隙間を介して内部空間(22)に導入される。
【0027】
図3は、本発明の更なる態様に従うカバーの垂直断面図を示し、ここで内部円筒状曲部(72)は、カバ−(70)の水平部(74)から下方に伸びた第一外周部(76)と、第一外周部(76)から中央軸方向に離れて位置する第二外周部(78)と、第一外周部(76)の下端と第二外周部(78)の下端を互いに結合し、頂部に環状溝(79)を形成する結合部(77)とを有する。
【0028】
結合部(77)は、アクチュエーター(10)に下方向の力が掛からないよう、ピストン(40)と噛み合っているため、結合部(77)は、好ましくはピストン(40)に密着する構造を有し、ハウジング(20)の内部をハウジングの外部に対して閉鎖する。
【0029】
ハウジング(20)の上端は、カバー(70)の内部構造の中で、垂直部(73)及び第一外周部(76)を含む空間の上に固定され、内部円筒状曲部(72)の曲がった構造による曲げ力によって固定力が改善される。より具体的には、第二外周部(78)が軸(30)と接触することによって、内部円筒状曲部(72)の全体を押し付け、ここで、そのような圧迫が特に環状溝(79)等による反力として現れ、このばね反力が、ハウジング(20)の上部とカバー(70)の内部構造の間の固定力を強化する。
【0030】
図4乃至図6は、本発明の二つの特徴を共に有する種々のポンプの例を示す。
【0031】
図4は、カバー(70)が内部円筒状曲部(72)と一体化されていることだけを除いて、全体構造が図2のポンプ(100)と同一である、本発明のポンプ(200)の一例を示す。図1と比較すれば分かるように、内部円筒状曲部(72)が、ハウジングキャップ(25)を持たない代わりに、ハウジングキャップ(25)の役割を演じる。組立てプロセスにおいて、ハウジング(20)及びカバー(70)の組立ては、単にハウジング(20)の頂部にカバー(70)を取付けることによって完了するため、組立てプロセスは非常に簡単である。
【0032】
図5は、排出ノズル(16)がアクチュエーター(10)の排出開口部(12)に固定されていることだけを除いて、配置が図4の配置と同一である本発明のポンプ(300)の一例を示す。
【0033】
図6は、噴出ノズル(14)がアクチュエーター(10)の排出開口部(12)に固定されていることだけを除いて、配置が図4の配置と同一である本発明のポンプ(400)の一例を示す。図6のポンプ(400)の全体構造が図4及び図5のポンプ(200、300)と同一であるにも拘わらず、排出開口部(12)中に噴霧ノズル(14)を搭載することにより、ポンプ(400)は低粘度の液状内容物を小さな水滴状態で噴霧できる。
【0034】
本発明はこのように記載されているが、本発明が多くの方法で変更できることは明白である。そのような変更が、本発明の精神及び範囲から逸脱していると見なされるべきではなく、そしてそのような修正は当業者にとって明らかである。
【0035】
【発明の効果】
本発明の少量を排出するための手動で操作されるポンプは、軸及びピストンの構造を変えることにより、ただ一個のスプリングによってポンプ本来の機能を発揮でき、ハウジングキャップ及び容器カバーを一体化して部品数を減らすことによりポンプの製造プロセスを簡略化でき、部品の組立てプロセスが簡単であり、且つ、ポンプ動作がより容易であることを特徴とする。又、ハウジングとカバーの間の固定力及びハウジング内部の密閉性が改善されることは利点である。この少量を排出するための手動で操作されるポンプは、高粘度内容物及び低粘度内容物の両者のポンプ動作に利用できる。場合によっては、従来のポンプ構造において、ハウジングカバーの代わりに容器カバーが使用されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】
図1は、代表的な従来の少量を排出するための手動で操作されるポンプの垂直断面図である。
【図2】
図2は、本発明の態様による、少量を排出するための手動で操作されるポンプ(100)の断面の垂直透視図である。
【図3】
図3は、本発明の態様による、容器カバーの垂直断面図であり、内部円筒状曲部がそれを用いて一体化されたものである。
【図4】
図4は、本発明の態様による、少量を排出するための手動で操作されるポンプ(200)の垂直断面図である。
【図5】
図5は、排出ノズルが図4における排出開口部中に固定されている、少量を排出するための手動で操作されるポンプ(300)の垂直断面図である。
【図6】
図6は、噴出ノズルが排出開口部中に固定されている、少量を排出するための手動で操作されるポンプ(400)の垂直断面図である。
【符号の説明】
10:アクチュエーター      12:排出開口部
14:噴出ノズル         16:排出ノズル
20:ハウジング         22:円筒の内部空間
24:バリア段          30:軸
31:滑動部           32:円錐状軸受け
33:上端突起          38:内部流路
40:ピストン          42:ピストンの内表面
44:ピストンの外表面      50:スプリング
52:上部スプリング       54:下部スプリング
60:ボール           70:容器カバー
72:内部円筒状曲部       73:垂直部
74:水平部           76:第一外周部
77:結合部           78:第二外周部
79:環状溝           80:チューブ

Claims (7)

  1. ポンプ動作による排出速度が一回当たり約0.2ccである少量を排出するための手動で操作されるポンプであって、
    ポンプの外表面を形成する円筒状のハウジングと、液体通路をその中に有し、軸下端において円錐状軸受けと一体化されている軸と、ハウジングの内表面に沿って往復する円筒状ピストンと、ハウジングをカバー中に固定し、該軸の往復運動を案内するハウジングキャップと、該円錐状軸受けの下端に取付けられたスプリングと、ハウジングの下端に位置するボールと、ハウジングの下端に固定されたチューブと、中にねじ溝を有し、該ハウジングキャップ等に固定されているカバーとからなり、
    その際、該軸において、比較的小さな直径を有するピストンの内表面と接触しながら、該内表面と滑動する軸の対応する部分の長さは、ピストンの内表面の長さより長く、かつ、
    該ピストンは、軸に接触する内表面とハウジングの内表面に接触する外表面とを持つ二重構造を有し、該外表面とハウジングの内表面の間の摩擦力は、該内表面と軸の間の摩擦力より大きいことを特徴とする、少量を排出するための手動で操作されるポンプ。
  2. ピストン外表面とハウジング内表面の間の摩擦力と、ピストン内表面と軸の間の摩擦力との差は、ピストン外表面とハウジング内表面の接触面積がピストン内表面と軸の接触面積より広いことに伴う、接触面積の差によって、生じることを特徴とする、請求項1記載の少量を排出するための手動で操作されるポンプ。
  3. 外周部及び外周溝を該軸と同軸的に有する内部円筒状曲部は、該軸の上端と一体化されており、かつ単体のハウジングキャップは、必要とされないことを特徴とする、請求項1又は2記載の少量を排出するための手動で操作されるポンプ。
  4. 該内部円筒状曲部は、カバ−の水平部から下方に伸びた第一外周部と、第一外周部から中央軸方向に離れて位置する第二外周部と、第一外周部の下端と第二外周部の下端を互いに結合し、頂部に環状溝を形成する結合部とからなることを特徴とする、請求項3記載の少量を排出するための手動で操作されるポンプ。
  5. ポンプ動作による排出速度は、一回当たり0.05乃至0.2ccであることを特徴とする、請求項1記載の少量を排出するための手動で操作されるポンプ。
  6. 排出される内容物は、高粘度のエマルション内容物又は低粘度の液体内容物であることを特徴とする、請求項1記載の少量を排出するための手動で操作されるポンプ。
  7. 噴出ノズルは、排出開口部に固定され、一方、内容物は、該排出開口部に向けてポンプから外部に向かって噴出され、それにより液状の内容物が霧状で噴出されることを特徴とする、請求項1記載の少量を排出するための手動で操作されるポンプ。
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