KR100682421B1 - 다중 피스톤 래칫식 분배 장치 - Google Patents

Abstract

내부가 적어도 두 개의 채널(1e)로 분리된 중공 본체(1)와, 적어도 두 개의 래칫 부재(4)에 힘을 가하기 위한 래칫 컵(3), 적어도 두 개의 피스톤(2) 중 하나와 강성 접촉을 하고 있는 각 래칫 부재, 및 상기 채널 내부에 배치된 각 피스톤과, 래칫 컵을 피스톤과 반대 방향으로 밀기 위한 적어도 하나의 리코일 부재(5)와, 본체 내부에 배치된 출구 오리피스(1c), 및 선택적으로 분배되는 제품을 유도하기 위한 컨덕터(6), 제품의 건조를 방지하기 위한 밀봉 기구(7) 및 액추에이터(8,9)를 포함하는 것을 특징으로 하는 화장용 및 제약용 제제를 위한 다중 피스톤 래칫식 분배 장치.

래칫컵, 래칫 부재, 피스톤, 리코일 부재, 채널, 액추에이터

Description

다중 피스톤 래칫식 분배 장치 {MULTI-PISTON, RATCHETED DISPENSING DEVICE}

본 발명은 분배 장치, 그리고 특히 재료의 공급이 소진될 때까지 측정된 양의 상이한 재료를 동시에 분배할 수 있는 다중 피스톤 장치에 관한 것이다.

새로운 화장용 제제들중에는 점점 점성이 증가하고 있고 또는 현존하는 기술을 이용해서는 분배하기 어렵거나 불가능한 고체 성분까지 포함되고 있는 것들이 있다. 동시에 생리학적인 활성 성분을 포함하는 화장용 제제에 대한 요구도 점점 많아지고 있다. 그러나 그러한 성분은 소비재 분야에서는 불안정한 일이 많다.

이러한 문제의 해결책의 하나로 오늘날의 더욱 점도가 높은 제품을 취급할 수 있는 기계식 펌프 분배기를 설계하는 것이 대두되었다. 그러나 이제까지 그 결과는 만족할 만한 것이 못되었다. 기계식 마이크로펌프에는 전통적인, 또는 소위 "무기(airless)" 형이라고 불려지는 것이 있으며, 이런 것들은 잘 알려져 있다. 예컨대 미국 특허 제3,001,524호, 제3,452,905호, 제4,892,232호, 제4,9303,999호, 제5,096,097호, 제5,183,187호, 제5,566,865호에서 알 수 있다.

어떤 형태의 피스톤 분배기는 유동적인 재료를 저장조 외부로 가압하는 무기 마이크로펌프 기구에 의존하는 것도 있다. 이 펌프 기구의 복귀 행정 동안에 저장조 내부에는 진공상태가 만들어진다. 저장조 내부의 감소된 압력에 대한 응답으로 1차 용기로부터 저장조 내로 유동적인 재료가 이동하고, 동시에 피스톤은 저장조를 향해 당겨져서 피스톤과 저장조의 흡입구 사이의 부피를 감소시킨다. 이 형태의 장치 및 전통적인 비-무기(non-airless) 펌프에 의해서는, 저장조 내부에 음압이 충분히 생성되지 않기 때문에 비교적 묽은 제품들만 유동시킬 수 있다.

게다가, 마이크로펌프는 이를 구성하고 있는 부품들이 다수의 작고 미세한 부품들로 이루어지기 때문에 다양한 형태의 고장을 겪게 된다. 아마도 가장 일반적인 고장은 누출일 것이다. 일반적으로, 피스톤과 스템 사이의 끼워 맞춤 불량으로 인해 펌프의 스템을 통한 누출이 발생할 수 있다. 또한 피스톤과 하우징 사이의 끼워 맞춤 불량으로 인해 펌프의 스템 주변으로부터 누출이 발생할 수도 있다.

각 부품들 사이의 끼워 맞춤 불량은 제조상의 공차를 유지하는 것이 어렵기 때문에 발생할 수도 있고 제조 후 마지막 세트에 도달하기 전에 주조 부품의 크리프가 일어나기 때문에 발생할 수도 있다. 또한 각 부품들 사이의 끼워 맞춤 불량은 열, 냉기 및 제품에 의한 화학적 침식과 같은 다양한 요소들에 노출되어 부품의 열화가 일어나기 때문에 발생할 수도 있다.

또 다른 피스톤형 분배 장치에서는, 피스톤의 후방에 상대적으로 높은 압력 영역이 위치한다. 제품 출구 밸브가 개방될 때 압력 구배에 의해 피스톤이 구동되고 제품은 개방 밸브 외부로 가압된다.

여기서 주된 불이익은 압력 용기의 제조, 수송, 저장, 사용 및 폐기에서 오는 위험성이다. 이러한 위험 때문에 용기의 재료와 구성에도 제한이 있다.

게다가, 이러한 형태의 포장용기는 성능 특성에도 영향을 미칠 수 있다. 특히, 사용하면서 용기 내부의 압력이 저하됨에 따라, 분배 특성이 저하된다. 포장용기의 수명이 다해가면서, 제품은 천천히 그리고 약하게 분배되고 소비자에게 좋지 않은 인상을 주게 된다. 포장 용기의 내용물을 다 사용하기도 전에 압력이 모두 소진되는 일도 있을 수 있다. 또한 이러한 형태의 포장용기는 포장용기의 밀봉된 표면상에 일정한 압력이 가해지면 누출 상태가 된다.

그 밖의 피스톤형 분배기는 피스톤에 직접적으로나 간접적으로 가해지는 기계적인 압력이 있어야 한다. 미국 특허 제5,513,778호에는 직접 수동으로 피스톤에 압력을 가해서 작동하고 외부 본체의 바닥에 있는 개구를 통해 이용할 수 있는 점성이 있는 유동 제품을 위한 분배기가 개시되어 있다. 프랑스 특허 제 2,721,907호에는 내부에서 축이 회전될 때 나사형 축상에 피스톤이 놓여지게 되는 크림 제품을 위한 화장품 분배기가 개시되어 있다. 이것은 간접적인 압력에 의해 작용하는 피스톤의 한 예이다.

미국 특허 제5,513,778호에서는 서로 관계되는 부분들이 거의 없어서 간단하다. 이것은 이하의 불이익을 포함한다. 작동하는데 양손이 필요하다. 피스톤이 포장용기 내부로 사라지기 때문에 피스톤의 바닥에 압력을 가는 것이 불편하다. 피스톤에 가해지는 힘이 정지 마찰력을 갑자기 넘어설 때 피스톤의 제어되지 않은 이동을 유발해서, 1회 분량이 지나치게 많이 나오게 할 수도 있다.

상기 프랑스 특허 제2,721,907호와 같이 간접적인 압력을 사용하는 분배기는 피스톤으로 가해진 압력을 포장용기를 통해서 전달하기 위해 공급되야 하는 결합 수단으로 인해 보다 복잡하다. 이렇게 설계상 복잡성이 증가하는 것은 제조, 비용 및 사용에 있어서 바람직하지 않다. 이 설계 또한 작동하는 데 양손이 필요하다.

제2 문제에 대한 해결책으로, 활성 성분을 제제의 잔량으로부터 격리시켜 저장할 수 있는 시스템이 고안되었다. 사용하기 직전에 소비자는 각 성분을 혼합할 수 있다. 이 시스템은 소비자가 성분을 직접, 게다가 정확한 비율로 혼합해야만 한다. 좀 더 사용자에게 친근한 시스템은 용기에서 분출되기 직전에 또는 분출되면서 혼합되는 성분을 포함한다.

그러한 전형적인 구조에서는 두 개의 마이크로펌프 장치나 두 개의 예압된(pre-pressurized) 장치가 함께 편성되고 양쪽의 밸브 스템에 알맞은 하나의 액추에이터에 의해 작동된다. 실질적으로 그 결과는 만족스러운 것이 아니었다. 부분적으로는 기구간의 분배량이 변동되기 때문이다. 심한 경우에는 같은 제품을 분배한 유사한 성분의 샘플에 있어서의 변동성은 약 20 %에 이르기도 하며, 이보다 차이는 더 큰 경우도 있다. 이것은 두 제품의 양이 일정치 못하게 분배된다는 것을 의미한다.

게다가, 이러한 형태의 다중 분배기는 상이한 제품들의 점성이 광범위하게 변하는 경우에는 잘 작동하지 않는다. 상이한 유동학적 물성치, 즉 같은 마이크로펌프라도 상이한 점성을 가진 제품에 대해 상이한 분배 특성을 가질 것이다. 이로 인해 동시에 분배되는 제품의 상대적인 양에 대한 부가적인 변동성이 발생한다. 이러한 문제는 액추에이터에 압력이 고르지 않게 작용하게 되면 더욱 악화된다. 만약 압력이 각각의 밸브 스템에 고르게 전달되지 않는다면, 각 피스톤은 같은 간격으로 이동하지 않을 것이며 두 개의 제품을 일정치 않게 분배하는 원인이 된다.

제품들을 고르지 않게 소비하는 것은 심각한 결점이 되는데, 그 이유는 적어도 두 가지 이유가 있다. 첫 번째로 제품들은 함께 사용되도록 의도되었음에도 어느 한 제품이 다른 제품보다 먼저 다 소비되기 때문에 동시 사용이 불가능해진다는 점이다. 비록 제품들 중 어느 하나가 다 소비되기 전이라도, 어느 한 용도에 사용되는 각 제품의 상대적인 양은 광범위하게 변화한다. 어떤 경우에는 이로 인해 조합된 제품이 효과가 없어지거나 또는 바람직하지 못한 결과를 가져다준다. 이것은 하나의 제품이 다른 제품을 활성화하거나 또는 분배된 제품의 바람직한 반응을 추구하는 취급과정에서는 특히 심하다.

또 다른 다중 분배기가 프랑스 특허 제2,721,907에 개시되었다. 이 문헌에서는, 단일 조성 피스톤이 이중 원통형 용기 내에 끼워져 있고, 양쪽의 원통을 따라서 나사형 회전축에 의해 전진하면서 제품들을 분배하도록 되어있다. 이 설계는 나사형 기구를 포함하기 때문에 비교적 복잡하고, 작동하는데 양손이 필요하며, 제품 성분도 별도의 두 가지만으로 제한된다.

미국 특허 제5,076,298호에는 별도로 저장된 제품 성분이 모세관 현상에 의해 별도의 용기로부터, 흡수성 재료로 만들어진 살(tine) 내로 전달되고 성분들이 사용하기 직전에 혼합되는 다중 성분 헤어 화장품을 위한 분배기가 개시되어 있다. 사실 이 설계는 모세관 현상에 의존하기 때문에 묽은 비점성 제품에 한해서만 적합하다.

그래서 개인용 제품 시장에서 사용하기 직전까지 별도의 성분으로 유지되다가 필요한 어떤 부피비로도 복합 성분을 신뢰성 있게 분배할 수 있는 장치에 대한 요구가 증가하고 있다. 또한 다중 성분들의 점성이 서로 현저하게 상이할 때에도 다중 성분을 동시에 분배할 수 있는 신뢰성 있는 분배장치가 필요하다. 게다가, 상대적으로 높은 점성의 제품도 신뢰성 있게 분배할 수 있는 장치가 필요하다.

그러나 본 발명은 상술한 어떤 제한들도 전혀 갖고 있지 않다. 본 발명은 예압된 내용물에 의존하는 것이 아니다. 본 발명은 진공에 의해 간접적으로 유체 이동을 발생시키기 위한 작거나 미세한 부품에 의존하는 것도 아니다. 상기 토의된 종류의 고장을 일으키기 쉬운 작고 미세한 부품도 없다. 부품의 수는 비교적 매우 적다. 하나의 밀봉 경계면 형태만 있는데, 이것은 단 하나의 부속품만 정확한 공차를 요구한다는 것을 의미한다. 본 발명은 한 손으로 작동할 수 있다. 압력면이 포장 용기 내로 사라져서 제품을 분배하는 것을 어렵게 하지 않는다. 우발적으로 과다한 1회 분량이나, 고르지 못한 1회 분량이 나오는 것은 불가능하다. 두 가지 이상의 성분이 사용 직전까지 분리되어 있을 것이다. 본 장치는 상이한 제품의 상이하게 설정된 양을 분배하도록 설계되고, 각 제품간의 정확한 비율을 보장한다.

상술한 몇가지 제약은 래칫 설계를 이용함으로써 피할 수 있다. 이 설계는 제품의 정량을 1회 분량으로 할 수 있고, 정확히 멈추게 함으로써 과다한 1회 분량을 방지할 수 있으며, 다음 사용을 위해서 압력 면을 초기 위치로 되돌려 놓는다. 작동의 다양한 기구를 구비한 래칫식 분배기는 많이 있다. 대부분은 수많은 핀, 스프링, 클램프 및 지지 래크를 포함하고 있다. 설계가 간단하고, 부품수도 적고 동시에 복합 제품을 분배하는 단일 래칫식 지지 칼럼을 사용할 것 등의 기준에 맞는 것은 아무 것도 없다.

따라서, 본 발명의 주목적은 단순화된 구조와 편리한 사용으로 기존의 다중 분배장치의 단점을 극복한 개량된 다중 분배기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 서로 현저하게 다른 점성을 가지고 있는 둘이나 그 이상의 재료를 동시에 분배할 수 있는 개량된 분배 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상이하게 설정된 양의 둘이나 그 이상의 재료를 동시에 분배할 수 있는 개량된 분배 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 측정된 양의 상대적으로 높은 점성을 가진 재료를 분배할 수 있는 개량된 분배 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 내부가 적어도 두 개의 채널로 나누어져 있는 중공 본체, 적어도 두 개의 래칫 부재에 힘을 가하기 위한 래칫 컵, 적어도 두 개의 피스톤 중 하나에 견고하게 접촉되어 있는 각 래칫 부재, 상기 채널 내부에 배치되어 있는 각 피스톤과 래칫 컵과 상기 피스톤을 서로 반대 방향으로 밀기 위한 적어도 하나의 리코일 부재, 본체 내부에 배치되어 있는 출구 오리피스 및 선택적으로 분배되는 제품을 유도하기 위한 컨덕터, 제품의 건조를 방지하기 위한 밀봉 기구 및 액추에이터를 포함한다.

각 피스톤의 이동은 피스톤 이동을 한 방향의 불연속적인 단계로 제한하는 래칫 형상으로 인해 절제된다. 모든 피스톤은 각 챔버가 비게 될 때까지 각각 개개의 피스톤 챔버로부터 재료의 측정된 양을 분배하기 위해 동시에 동작한다. 분배된 재료는 출구 오리피스를 통해 용기 외부로 유도된다.

각 분배 작동은 래칫 컵 상에 수행된 기계적인 동작에 의해 기동된다. 이러한 기계적인 압력은 피스톤으로 직접 전달된다. 상기 피스톤은 따라서 기계적인 힘에 의해서 이동되는 것이고 주변 가스 압력에 의한 것이 아니다. 상기 래칫 컵은 리코일 부재에 의해 휴지 위치로 되돌아간다.

본 발명은 명세서를 첨부된 도면들을 참조하면 좀 더 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도1은 본 발명의 분배기를 도시한 단면도이다.

도2는 도1의 II부분을 도시한 확대 상세도이다.

도3은 리테이너의 일 실시예를 도시한 도1의 III부분의 확대 상세도이다.

도4는 본체를 도시한 단면도이다.

도5는 본체를 도시한 사시도이다.

도6은 피스톤과 래칫 부재를 조합한 상태로 도시한 사시도이다.

도7은 래칫 컵을 도시한 사시도이다.

도8은 본체와 래칫 컵을 조합한 상태로 도시한 사시도이다.

도9는 리테이너의 또 다른 실시예를 도시한 단면도이다.

도10은 본체와 함께 컨덕터와 밀봉 기구를 도시한 단면도이다.

도11은 액추에이터의 제1 실시예를 도시한 단면도이다.

도12는 액추에이터의 제2 실시예를 도시한 단면도이다.

도1에서, 용기는 본체(1), 적어도 두 개의 피스톤(2), 래칫 컵(3), 래칫 부재(4) 및 리코일 부재(5)를 포함한다. 선택적으로 컨덕터(6), 밀봉 부재(7) 또는 액추에이터(8,9)를 포함할 수도 있다(도10, 도11 및 도12 참조).

도4 및 도5에서, 본체(1)는 사용자가 제일 먼저 접촉하는 부품이다. 본체는 사용자가 분배 장치를 잡을 수 있게 해야되며, 분배될 제품을 수용한다. 본체는 상기 장치의 다른 부재들을 수납하고 지지한다. 본체는 바닥면(1a)을 가지고 있는데, 이것은 래칫 컵(3)이 내부에 끼워 맞춰지는 개구(1b)를 가지고 있다. 본체의 상단면은 적어도 두 개의 출구 오리피스(1c)를 가진다. 본체는 본체의 내부 공간을 적어도 두 개의 채널(1e)로 나눌 수 있는 적어도 하나의 칸막이(1d)를 가지고 있다. 본체 외부의 형상은 미적 측면과 실용적인 목적을 위하여 변형될 수 있다.

채널(1e)은 본체의 상단부 아래에서부터 바닥부 위까지 연장된다. 채널은 제품을 수납할 수 있고 출구 오리피스(1c)와 유체 유통된다. 바람직한 실시예에서 채널은 출구 오리피스에 덕트(1f)로 연결되어 있다. 이를 통해 제품들은 채널(1e) 내부로부터 분배 장치의 외부로 유도된다. 채널은 다양한 단면 형상을 가질 수 있다. 예컨대 채널의 단면 형상은 원형, 반원형, 정사각형, D-형, 육각형 또는 팔각형이 될 수 있지만 이것으로 한정되는 것은 아니다. 바람직하게 채널의 단면 형상은 원형이다.

채널의 단면적과 래칫 스텝(이하 참조)의 높이는 각 채널로부터 분배되는 제품의 부피를 결정한다. 각 채널의 단면적을 서로에 대해 상이하게 변화시킴으로써 결정된, 제품의 설정된 양은 각 채널로부터 분배될 것이다.

내부 칸막이(1d) 아래에서, 본체의 바닥면(1a) 윗 부분까지는 분리되지 않은 공간(1g)이다. 이 공간은 실질적으로 래칫 컵(3), 래칫 부재(4) 및 리코일 부재(5)에 의해 점유된다. 가이드 칼럼(1i)은 내부 칸막이의 바닥으로부터 분리되지 않은 공간 내부를 향해 아래로 돌출된다. 가이드 칼럼의 목적은 이하의 설명을 읽으면 명확해 진다.

도3에서 본체는 래칫 컵이 일단 삽입되면 본체 외부로 완전히 빠지지 않게 하는 리테이너(1h)를 가지고 있다. 바람직하게 리테이너는 일체로 주조되고, 본체 벽의 내부면 바닥을 따라서나 또는 그 근처에 돌출하여 위치된다. 래칫 컵은 돌출부에 의해 한정된 개구보다 약간 크다. 조립시에, 래칫 컵은 이 개구를 통해서 밀어 넣어져 돌출부와 접촉함으로써 유지된다. 이 돌출부의 단면은 반원이나 구, 정사각형, 삼각형 또는 어떤 다른 형상이라도 상관없다. 이러한 형태의 리테이너로 인해, 래칫 컵의 바닥이 본체 외부로 튀어나오지 않게, 즉, 래칫 컵의 바닥은 본체의 바닥과 동일 평면상이나 또는 그 위에 있게 된다.

일 실시예에는 본체의 측벽의 바닥을 따라서 손가락 걸이형 절결부로 된 적어도 하나의 노치(1j)가 있다. 이것은 사용자나 액추에이터(이하 참조)가 래칫 컵(3)에 더욱 쉽게 접근할 수 있게 한다. 절결부의 위치는 가해진 압력이 피스톤(2)들에 대해 대칭이 되게 하여 모든 피스톤에 동일한 힘이 제공되며, 래칫 컵이 젖혀지는 것을 최소화할 수 있도록 선택하는 것이 바람직하다.

본체(1)의 각 채널(1e) 내부에 하나의 피스톤(2)이 배치되어 있다. 각 피스톤은 바닥부(2a)와 하나 또는 그 이상의 측면부(2b)를 가지고 있다. 바람직하게, 각 피스톤은 이하에서 명확하게 될 이유들로 인해서 상부가 개방되어 있다. 피스톤의 단면 형상은 채널(1e)의 형상과 상보적으로(complementary) 설계된다. 이곳과 본 명세서 전반에 걸쳐, "상보적(complementary)"이라는 용어는 두 개의 부재들 사이에 활주 가능한 접촉이 이루어지도록 두 개의 단면이 같은 형상을 하고, 하나의 부재가 다른 부재의 내부로 활주 가능하게 끼워지는 것을 의미한다.

피스톤의 측면부(2b)는 피스톤(2)의 후방 영역 내로 유동성 물질이 현저하게 누출될 수 없도록, 채널의 측면부(1k)와 알맞게 접촉하고 있어야 한다. 그러나, 각 피스톤(2)과 그것이 배치된 채널(1e)이 서로 알맞게 접촉하고 있더라도, 채널 내부의 피스톤은 원활하게 이동할 수 있도록 해야 한다. 이러한 요구는 전형적으로 피스톤에 상기 측면부의 상단 및/또는 바닥 모서리를 따라서 일체형으로 주조된 외향 확개형의 밀봉 립을 제공하는 종래의 기술을 통해 달성된다. 밀봉 립(2c)은 가요성을 가지고 있어서 채널 내부로 압착하기에 충분하지만, 외향 확개로 인해 피스톤은 채널 벽과 밀봉 접촉을 유지한다.

각 피스톤의 바닥부(2a)는 배치된 채널(1e) 내부에 수용된 유동성 물질과 접촉하고 있다. 사용할 때, 피스톤(2)은 측정된 양의 유체를 본체(1)의 상단부를 향해 이동시키고, 출구 오리피스(1c)를 통해 장치 외부로 가압한다.

래칫 컵(3)은 본체의 분리되지 않은 공간(1g) 내로 삽입된다. 래칫 컵의 단 면적은 본체의 분리되지 않은 공간(1g)의 형상과 상보적으로 하는 것이 바람직하다. "상보적"이란 상기에 한정한 바와 같이, 래칫 컵의 외측면이 본체의 내측면과 활주 가능하게 접촉하도록 하는 것을 의미한다. 래칫 컵이 이동의 말단부에 도달했을 때 젖혀지지 않는 것이 보장되는 한, 활주 가능한 접촉으로 인해 래칫 컵은 본체 내부를 자유롭게 이동할 수 있다. 이것은 래칫 컵의 젖혀짐으로 인해 상이한 채널로부터의 1회 분량이 동일하지 않게 나오는 것을 감소시킨다. 그러나, 본 발명은 래칫 컵과 본체의 분리되지 않은 공간이 상보적인 단면 형상을 가지고 있는 것에 의존하지 않는다. 그러므로, 필요하다면, 이들 두 구조물의 형상이 다를 수도 있다.

래칫 컵의 내부 측면부(3b)는 개방 공간의 경계가 된다. 이 개방 공간은 또한 래칫 컵의 바닥부(3c)에 의해 경계 지어진다. 가로 부재(3d)가 상기 컵의 한 면으로부터 다른 면으로 연장된다(도7 참조). 가이드(3e)가 가로 부재 내에 배치되고 본체의 가이드 칼럼(1i)을 수납할 수 있게 위치한다. 바람직하게, 가이드의 단면부는 가이드 칼럼의 단면부와 상보적이다. 일단 조합되면, 정상적으로 사용할 때에 래칫 컵의 가로 부재는 본체의 가이드 칼럼을 따라 활주할 것이다. 이러한 형상은 래칫 컵이 젖혀지는 것을 더욱 제한하고 상이한 채널로부터의 1회 분량이 동일하지 않게 나올 확률을 감소시킨다.

상기 가이드(3e)는 바닥부(3f)를 가지고 있다(도2 참조). 사용할 때, 가이드 칼럼(1i)의 바닥부와 맞물리고, 래칫 컵의 상향 이동을 제한한다. 상기 가이드의 바닥부는 따라서 래칫 컵의 상향 이동을 위한 멈춤 부재 형상을 한다. 따라서 래칫 컵(3)의 이동은 본체의 리테이너(1h)와 가이드의 바닥부(3f)에 의해 제한된다. 대안으로서 멈춤 부재는 본체 옆벽의 내부에 일체형으로 주조되고, 래칫 컵이 설정된 간격으로 이동한 후에 래칫 컵의 상단부를 맞물리게 하기 위해 위치한 스텝-인(1m)으로 할 수도 있다(도8 참조).

동일하게 이격된 스텝(3g)이 래칫 컵의 내부 측면부(3b)로부터 개방 공간 내로 돌출되어 있다(도7 참조). 래칫 부재(4)가 얹히게 될 각 스텝의 상단면은 래칫 컵의 내부 측면부로부터 직각으로 연장된다. 상기 스텝(3g)은 본체(1)의 상단부를 향해 래칫 부재가 이동할 수 있게 하지만, 본체의 바닥부를 향해서는 이동하지 못하게 한다. 이러한 이유로 인해, 각 스텝의 상단부가 스텝의 하단부 보다 좀 더 개방 공간 내로 돌출하도록 스텝이 경사지게 하는 것이 바람직하다. 래칫 스텝의 구체적인 형상은 주조의 제한과 스텝이 돌출되는 래칫 컵의 형상에 따라 다양하게 할 수 있다. 예컨대, 만약 래칫 컵이 원통형이라면, 래칫 스텝의 상단면은 환형이 될 수 있을 것이다.

상기 언급된 바와 같이, 래칫 컵(3)의 이동의 제한은 본체의 리테이너(1h)와 가이드의 바닥부(3f)에 의해 한정된다. 이 이동 거리는 최상단의 래칫 스텝(3g)의 높이와 같거나 또는 더 커야된다. 바람직하게, 이 이동 거리와 최상단의 래칫 스텝의 높이는 같다.

도9는 리테이너의 또 다른 실시예를 도시한다. 가로 부재의 가이드(3e)는 그 내부 면에 한 쌍의 간섭용 돌출부(3h)가 제공될 수 있다. 만약 제공된다면, 또 다른 돌출부(1n)가 가이드 칼럼(1i)의 바닥부 근처에 위치된다. 돌출부의 단면은 반원형, 구형, 정사각형, 삼각형 또는 어떤 다른 형상이 되더라도 이 목적에 충분할 것이다. 이러한 방법으로, 가이드 칼럼이 가이드를 통과해서 밀어 넣어지면 본 발명을 정상적으로 사용할 경우 가이드 칼럼은 간섭 돌출부 때문에 가로 부재 밖으로 빠져 나오지 못한다. 이러한 형태의 리테이너로, 래칫 컵의 바닥부가 본체의 바닥부 밖으로 나오게 할 수도, 그렇지 않을 수도 있다.

선택적으로, 래칫 컵의 외부 바닥면은 소비자가 손가락을 걸기에 편하게 하기 위한, 그리고 소비자의 손가락의 위치를 안내하기 위한 함몰부를 가진다. 바람직하게, 함몰부의 위치는 모든 피스톤에 동일한 힘이 제공되고, 래칫 컵의 어떠한 젖혀짐도 최소화하기 위해 가해진 손가락의 압력이 피스톤들에 대해 대칭이 되게 하는 것이 바람직하다.

각 래칫 부재(4)는 최초 사용 전의 초기 위치에 래칫 컵(3)의 개방 공간 내부에 알맞게 배치된다. 각 래칫 부재(4)는 두 개의 말단부를 가진다(도1 참조). 하나의 말단부는 합체된 피스톤(2)에 맞물리고, 또 다른 말단부는 래칫 스텝(3f)과 맞물린다. 하나 또는 양쪽의 상기 결합은 래칫 부재의 바닥부가 다음의 높은 스텝의 측면과 위로 미끄러져 올라감에 따라서 측방향으로 편향될 수 있도록 가요성이어야 한다.

상기 바람직한 실시예에서 피스톤과 래칫 부재사이의 결합은 가요성이면서, 래칫 부재의 낮은 부분은 크게 휘어지지 않을 정도의 두께로 주조될 것이다. 이런 형상으로 하면 래칫 부재의 가요성 부분은 피스톤에 가까와질수록 피스톤의 뒤틀림이 적게 발생하게 되므로 바람직하다. 피스톤과 래칫 부재와의 가요성 결합을 만 들기 위해, 래칫 부재는 피스톤의 바닥부에 피봇식으로 장착되고, 스프링에 의해 리코일 동작을 제공받을 것이다. 그렇지 않으면, 바람직하게, 래칫 부재가 휘어질 수 있는 방식으로 피스톤의 기저부에 일체형으로 주조될 수도 있다. 이것은 래칫 부재와 피스톤이 만나는 위치에 래칫 부재를 성형할 때 다양한 두께의 재료를 사용함으로써 수행할 수 있다. 만약 래칫 부재와 피스톤이 일체형으로 주조된다면, 상단부가 개방되도록(예컨대, 도6에 도시한 바와 같이) 피스톤을 주조하는 것이 바람직하다. 상단부 개방 설계를 통해 이 부품들은 일체형으로 주조되고 쉽게 탈형될 수 있게 될 것이다.

각 래칫 부재의 바닥면과 래칫 스텝(3g) 사이의 결합은 강성 또는 가요성을 가지게 될 것이다. 주어진 재료에서, 이것은 극히 약간 휘어지거나 또는 전혀 휘어지지 않는 두께로 래칫 부재의 낮은 부분을 주조함으로써 얻을 수 있다. 래칫 부재는 래칫 스텝에 상대적인 측면 이동을 하기 위한 가요성을 가져야 함과 동시에 피스톤과 피스톤 상단의 제품부를 지지할 수 있을 정도의 충분한 강성도 가져야 한다. 이것은 래칫 부재의 형상뿐만 아니라 사용된 재료의 선택에 의해 달성될 수 있다. 래칫 부재는 손가락 형태나 반 원뿔형 또는 래칫 스텝의 상단면의 윤곽선과 상보적인 어떤 형상도 가능하다.

래칫 컵을 휴지 위치로 되돌리기 위해 적어도 하나의 리코일 부재(5)가 포함된다. 하나의 리코일 부재는 본체(1)를 떠받치고 편의시키는 금속, 고무, 플라스틱 또는 탄성 중합체 부재이다. 상기 부재의 다른 말단부는 래칫 컵과 직접적인 접촉 또는 중개 부재를 통해서 래칫 컵과 실질적으로 연통되어 있다. 리코일 부재 는 탄력적인 압축성 또는 굽힘성을 가진, 스프링, 가요성 손가락 형 부재, 고무 또는 탄성 중합체 스토퍼와 같은 다양한 부재 중의 어느 하나가 될 수 있다.

바람직한 실시예에서, 본체의 내부 칸막이(1d)의 바닥과 래칫 컵의 가로 부재(3d) 사이에 스프링이 결속되도록, 금속 코일 스프링이 본체의 가이드 칼럼(1i) 상에 배치된다(도2 참조). 대안으로서 본체의 가이드 칼럼이 통과하기에 적합한 중공형의 탄성 압축성 부재를 스프링 대신 사용할 수도 있다.

선택적으로, 본 장치의 본체(1)로부터 분배된 유체를 유도하기 위해서 본체 상단면의 각 출구 오리피스(1c)가 하나 혹은 그 이상의 컨덕터(6)와 접촉할 수 있다(도10 참조). 예컨대, 컨덕터로는 크림과 로션의 분배에 전형적으로 사용되며 상용으로 입수할 수 있는 종래 주지의 어떤 노즐도 가능하다.

선택적으로, 각 출구 오리피스(1c) 또는 각 컨덕터(6)에는 밀봉 기구(7)가 제공될 수 있다. 밀봉 기구의 목적은 분배 장치로부터의 누출을 방지하고 분배 장치 내 제품의 건조를 방지하는 것이다. 예컨대 마찰-끼움 또는 협동하는 나사들에 의한 나사 결합형 플러그와 같이, 밀봉 기구는 이 목적에 일반적으로 사용되는 잘 알려진 형태의 것으로 할 수 있다.

선택적으로, 액추에이터(8)가 본체의 외부에 제공된다. 액추에이터는 사용자가 특별한 방법으로 장치를 파지하도록 유도해서 사용자가 장치와 상호작용 하는 방법을 변경하여 사용할 수도 있다. 더 상세히 설명하자면, 상기 장치는 출구 오리피스가 아래로 향해 있는 역전 모드에서 가장 편리하게 사용된다. 그러나 이것은 미적 또는 실용적인 이유로 인해 바람직하지 않다. 만약 의도적으로 다른 방법 으로 사용하고 싶다면, 사용자는 액추에이터의 설계 및 배치를 통해 그 방법에 따라 사용할 수 있을 것이다. 또한 점성 제품을 분배하는 데 드는 노력을 경감하기 위해 액추에이터는 지레 장치를 제공한다.

캠 형태의 액추에이터의 한 예가 도11에 도시되었다. 상기 액추에이터는 두 섹션으로 된 강성 부재이다. 상부 섹션(8a)은 하부 섹션(8b)보다 길고, 본체의 외부에 피봇할 수 있도록 부착되어있다. 선택적으로, 본체의 측벽에는 액추에이터를 끼울 수 있는 리세스(1m)가 제공된다. 이것은 액추에이터가 본체 밖으로 튀어나오게 하지 않고, 포장용기가 미려한 외관을 유지하도록 해준다. 이것의 휴지 위치에서 상부 섹션은 본체 밖으로 하향 돌출된다.

액추에이터의 하부 섹션(8b)은 상부 섹션의 말단부와 연결되어 있다. 하부 섹션의 말단부는 래칫 컵(3)을 향해 돌출되어 있다. 하부 섹션은 래칫 컵으로부터 경사져 나온 상단면(8d)을 가지고 있다. 휴지 위치에서, 상기 상단면은 래칫 컵과 접촉하고 있거나 거의 접촉할 정도로 인접해 있다.

상기 상부 섹션은 피봇할 수 있게 하는, 즉 은못, 후크, 핀, 힌지, 볼-인-소켓 조인트 등과 같은 어떤 커플링에 의해 본체의 외부에 부착된다. 따라서 손가락 압력이 상부 섹션(8a)에 가해질 때, 하부 섹션(8b)의 상단면은 래칫 컵(3)의 바닥부와 접촉하면서 내부로 가압되고, 상부 섹션이 동작하면서 래칫 컵을 상향으로 밀어 올린다. 액추에이터를 한번 누름으로써 래칫 컵이 한 스텝 위로 이동할 수 있도록, 경사면의 높이는 래칫 스텝의 높이와 일치한다. 이러한 설계로 인해, 상기 분배 장치는 어느 위치에서든, 한 손으로, 사용자에게 더 적은 힘을 요구하면서 작동될 수 있다. 상부 섹션은 선택적으로 편안함 및 제어를 위한 외형 및 파지 형상을 갖는다.

액추에이터의 하나의 대안은 레버 형태이다(도12 참조). 레버(9)는 본체의 측벽에 피봇할 수 있도록 부착되어 있다. 상기 레버는 래칫 컵의 아래에 배치되고, 피봇 위치(9a)로부터 본체의 분리되지 않은 공간 및 본체의 측벽에 위치한 슬롯(1o)의 외부로 가로질러 연장된다. 본체의 측벽 외부로 연장된 레버 부분은 소비자가 가할 상향 압력을 받을 면(9b)을 제공한다. 레버가 상향으로 밀리면 래칫 컵을 들어올리게 되어 제품을 분배한다. 슬롯의 최대 높이로 레버를 들어올림으로써 래칫 컵이 한 스텝 위로 이동할 수 있도록, 슬롯의 높이는 래칫 스텝의 높이와 일치시킨다.

이하에는 상기 장치의 작동의 바람직한 모드를 설명한다. 손가락 압력이 캠 형태 액추에이터(8)의 상부 섹션에 가해져서, 액추에이터를 본체의 리세스 내로 더 밀어넣는다. 엑추에이터의 경사진 하부 섹션이 래칫 컵(3)의 외부 바닥면과 접촉하여, 래칫 컵을 본체(1) 내로 더욱 편의시킨다. 래칫 컵의 이동은 래칫 부재(4)가 래칫 컵과 같은 방향으로 이동하게 한다. 강성을 가지고 있고 피스톤(2)과 물리적으로 접촉하고 있는 래칫 부재는 피스톤을 같은 방향으로 이동하게 하여, 본체의 원통형 채널(1e) 내부에 있는 유체를 가압한다. 이것으로 인해 유체는 채널을 빠져나와 덕트(1f)를 통과하여, 출구 오리피스(1c) 외부 및 노즐(6)을 통과해서 외부로 나오게 된다.

가이드 칼럼(1i)의 바닥부가 래칫 컵의 가로 부재(3d)의 가이드의 바닥부(3f)에 접촉할 때까지 래칫 컵(3), 래칫 부재(4) 및 피스톤의 균일한 이동이 계속된다. 이 지점에서 스프링 리코일 부재(5)는 최대로 압축된다. 손가락 압력이 제거되면, 스프링 리코일 부재가 내부 칸막이(1d)의 바닥부를 밀어내어 래칫 컵을 휴지 위치로 가압한다. 래칫 컵이 뒤로 반동되면서, 래칫 컵의 바닥면은 액추에이터(8)의 경사진 하단부를 외부의 휴지 위치(rest position)를 향해 가압한다. 이러한 이동은 래칫 컵이 본체의 리테이너(1h)와 맞물릴 때까지 계속된다. 래칫 컵(3)의 복귀 이동으로 인해 각 래칫 부재(4)의 바닥면은 래칫 스텝(3g)의 경사면을 따라 이동하게 된다. 이는 래칫 부재가 피스톤과 만나는 영역에서 각각의 래칫 부재가 휘어지게 한다. 따라서, 래칫 부재는 래칫 부재의 바닥면이 래칫 스텝의 상단면 위로 이동되어 래칫 부재가 측방향으로 편향된 위치로부터 스냅식으로 복귀될 때까지, 측방향으로 편향된다. 상기 장치는 즉시 재사용하기 위한 준비 상태가 된다. 이러한 과정은 래칫 부재(4)가 래칫 컵의 상단부와 가장 근접한 래칫 스텝(3f)의 위에 정지할 때까지 계속될 것이다. 바람직하게, 이것은 피스톤(2)을 채널(1e)의 상단부에 적당히 근접하게 위치시킬 것이며, 그리고 실질적으로 모든 유체가 모두 분배되게 된다.

본 발명의 다양한 변형이 이 기술 분야의 숙련된 자들에게 명백해 질 것이라는 것을 알 수 있을 것이다. 따라서, 참조 도면 및 설명은 이하의 청구항을 설명하기 위한 것이지 본 발명의 어떠한 한계를 지으려고 의도된 것이 아니다.

Claims (26)

1. 둘 또는 그 이상의 점성 유체를 동시에 분배하는 다중 분배 장치이며,

   상단부, 바닥부, 측벽, 상단부 아래로부터 바닥부 위까지 연장되고 소정의 단면 형상을 갖는 적어도 두 개의 채널로 내부를 나누는 적어도 하나의 칸막이, 및 상기 채널 아래의 바닥부 위에 분리되지 않은 공간을 구비한 중공 본체와,

   각각이 상기 채널들 중 하나의 내부에 배치되어 배치된 채널의 단면 형상에 상보적인 단면 형상을 갖는 적어도 두 개의 피스톤과,

   측면, 바닥면 및 소정 높이를 갖는 래칫 스텝을 포함하고 본체의 상기 분리되지 않은 공간 내부에 배치된 활주 가능한 래칫 컵과,

   각각이 상기 래칫 컵과 연통되고 또한 상기 피스톤들 중 하나와 연통되어 있는 적어도 두 개의 래칫 부재와,

   상기 래칫 컵을 휴지 위치를 향해 편의시키는 적어도 하나의 리코일 부재와,

   상기 래칫 컵을 본체의 상기 분리되지 않은 공간 내에 유지시키는 리테이너와,

   상기 본체 내부에 배치된 출구 오리피스를 포함하는 다중 분배 장치.
2. 제1항에 있어서, 각각의 상기 채널의 단면 형상이 원형인 다중 분배 장치.
3. 제1항에 있어서, 활주 가능한 래칫 컵의 활주를 소정의 거리로 제한하기 위한 적어도 하나의 멈춤 부재를 더 포함하는 다중 분배 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 멈춤 부재는 본체의 측벽내에 위치하며 적어도 하나의 일체형으로 주조된 스텝-인(step-in)인 다중 분배 장치.
5. 제3항에 있어서, 상기 소정의 거리는 최대 높이의 래칫 스텝의 높이와 같거나 큰 다중 분배 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 래칫 컵은 소정의 단면 형상을 가지고 있고, 본체의 분리되지 않은 공간도 소정의 단면 형상을 가지고 있으며, 상기 단면 형상들은 상보적인 다중 분배 장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 칸막이의 바닥부로부터 하향 돌출된 가이드 칼럼을 더 포함하는 다중 분배 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 래칫 컵은 가로 부재를 가지고 있고, 상기 가로 부재는 상기 가이드 칼럼을 수납하도록 위치된 가이드를 가지고 있는 다중 분배 장치.
9. 제8항에 있어서, 각각의 리코일 부재는 스프링, 가요성 손가락형 부재 또는 탄성 중합체인 다중 분배 장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 리코일 부재는 칸막이와 래칫 컵의 가로 부재 사이에 결속된 스프링인 다중 분배 장치.
11. 제1항에 있어서, 상기 리테이너는 본체의 바닥부에 근접한 본체 벽의 내부 표면에 융기하여 배치된 돌출부인 다중 분배 장치.
12. 제8항에 있어서, 상기 리테이너는 한 쌍의 간섭 돌출부이며, 상기 한 쌍의 간섭 돌출부 중 하나는 가이드의 내부 표면에 위치하고, 상기 한 쌍의 간섭 돌출부 중 다른 하나는 가이드 칼럼에 위치하는 다중 분배 장치.
13. 제1항에 있어서, 상기 각 래칫 부재는 상기 피스톤 중 하나와 가요성 접촉을 하고 있는 다중 분배 장치.
14. 제13항에 있어서, 상기 래칫 부재는 피스톤의 기저부에 일체형으로 주조된 다중 분배 장치.
15. 제14항에 있어서, 상기 각 래칫 부재는 반 원뿔형 또는 손가락형인 다중 분배 장치.
16. 제1항에 있어서, 상기 각 래칫 부재는 래칫 스텝들과 가요성 접촉을 하고 있는 다중 분배 장치.
17. 제16항에 있어서, 상기 각 래칫 부재는 반 원뿔형 또는 손가락형인 다중 분배 장치.
18. 제1항에 있어서, 상기 출구 오리피스들은 채널들과 유체 연통되는 다중 분배 장치.
19. 제18항에 있어서, 상기 출구 오리피스들은 채널들과 덕트로 연결되어 있는 다중 분배 장치.
20. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 노치가 래칫 컵의 일부를 노출시키기 위해 본체의 측벽에 배치되는 다중 분배 장치.
21. 제1항에 있어서, 하나 이상의 출구 오리피스와 접촉해 있는 노즐을 더 포함하는 다중 분배 장치.
22. 제21항에 있어서, 하나 이상의 출구 오리피스 또는 노즐에 제공되는 플러그를 더 포함하는 다중 분배 장치.
23. 제1항에 있어서, 각각의 채널은 소정의 단면적을 가지고 있으며, 각 단면적의 크기는 모두 동일하지는 않은 다중 분배 장치.
24. 둘 또는 그 이상의 점성 유체를 동시에 분배하는 다중 분배 장치이며,

    상단부와, 바닥부와, 측벽과, 상단부 아래로부터 바닥부 위까지 연장되고 소정의 단면 형상을 갖는 적어도 두 개의 채널로 내부를 나누는 적어도 하나의 칸막이, 및 상기 채널 아래의 상기 본체의 바닥부 위에 분리되지 않은 공간을 구비하는 중공 본체와,

    각각이 상기 채널들 중 하나의 내부에 배치되어 배치된 채널의 단면 형상에 상보적인 단면 형상을 갖는 적어도 두 개의 피스톤과,

    측면, 바닥면 및 소정의 높이를 갖는 래칫 스텝을 포함하고 본체의 상기 분리되지 않은 공간 내부에 배치된 활주 가능한 래칫 컵과,

    각각이 래칫 컵과 연통되고 또한 상기 피스톤들 중 하나와 연통되어 있는 적어도 두 개의 래칫 부재와,

    상기 래칫 컵을 휴지 위치를 향해 편의시키는 적어도 하나의 리코일 부재와,

    상기 래칫 컵을 상기 본체의 분리되지 않은 공간 내에 유지시키는 리테이너와,

    상기 본체 내부에 배치된 출구 오리피스와,

    액추에이터를 포함하는 다중 분배 장치.
25. 제24항에 있어서, 상기 액추에이터는,

    본체의 측벽에 피봇 가능하게 부착되어 있는 상부 섹션과,

    상부 섹션에 견고하게 부착되어 있고 래칫 컵 방향으로 돌출되어 있으며 상부 표면을 갖는 하부 섹션을 포함하는 다중 분배 장치.
26. 제24항에 있어서, 상기 액추에이터는,

    본체의 측벽에 피봇 가능하게 부착되고 피봇 위치로부터 본체의 상기 분리되지 않은 공간을 가로질러 본체의 벽에 위치한 슬롯의 외부로 연장된 레버를 포함하는 다중 분배 장치.

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