KR101015923B1 - 투여 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 농축 유체와 같은 소정 양의 재료가 손가락 압력에 의해 장치로부터 분배될 수 있는 투여 장치를 제공한다. 일 실시예에서, 상기 장치는 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동할 수 있는 셔틀을 구비한다. 제2 위치에서, 유체는 투여 챔버로부터 빠져나올 수 있다.

메인 챔버, 투여 챔버, 셔틀, 스프링, 캡, 체적 스페이서

Description

투여 장치{Dosing Device}

본 발명은 농축액 화학 제제와 같은 물질의 계량된 투여량을 분배하기 위한 장치에 관한 것이다.

몇몇 유체는 사용하기 전에 물로 희석될 수 있는 농축액으로서 시판되고 있다. 일례로서 세정 농축액이 있으며, 이것은 물로 희석된 후, 분무병으로부터 분배되거나, 또는 용기 혹은 양동이로 운반하여 세척될 표면에 사용된다. 농축액은 미리 혼합된 용액보다 운반 및 저장에 있어서 상당히 저렴하며, 요식 서비스, 위생용품 및 건설자재를 사용하는 산업에서 널리 사용되고 있다.

그러나, 농축액의 사용에 있어서 문제가 없는 것은 아니다. 너무 많은 농축액을 사용하면, 사용에 따른 비용이 필요 이상으로 높아진다. 또한 너무 적은 농축액을 사용하면, 얻어지는 혼합물이 예측된 만큼 양호하게 작용하지 않을 수 있으며, 사용자는 보다 양호하게 작용하도록 하기 위해 보다 많은 혼합물을 사용하게 된다. 그러므로, 정확한 투여량은 농축액의 사용자나 공급자에게 있어서 중요하다.

농축액을 분배하기 위해 다양한 형태의 계량 장치가 사용되어 왔다. 그러한 장치의 한 가지 예가 미국 특허 제4,679,714호(Blake)에 개시되어 있는 바, 콘테이너가 뒤집어졌을 때 장치의 조작에 의해 소정 투여량의 제품이 방출되도록 액체 제품 콘테이너의 네크에 설치되는 계량 장치를 개시하고 있다. 이 장치는 세탁 세제 분배와 같은 일부 목적에 있어서는 유용할 수 있지만, 접촉시 사람의 피부에 염증을 일으키거나 유해할 수 있는 부식성 화학약품을 분배하기 위해서는 덜 바람직한데, 왜냐하면 사용자의 손이 분배 오리피스에 매우 가깝기 때문이다.

본 발명은 농축액과 같은 재료를 전달하는 데 사용되는 종래의 분배 시스템과 연관된 전술한 결점 및 기타 결점들을 해소하기 위한 것이다.
본 발명은 첨부 도면을 참고하여 더 상세하게 기술된다.

도 1은 본 발명에 따른 투여 장치를 약간 위에서 본 측면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 투여 장치의 제1 상태에서의 수직 단면도이다.

도 2a는 도 2의 일부를 확대 도시한 수직 단면도이다.

도 3은 도 2의 투여 장치의 제2 상태에서의 수직 단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 투여 장치의 측면 분해도이다.

일 실시예에서, 본 발명의 투여 장치는, 푸시 버튼이 손가락 압력으로 눌려질 때 소정 양의 액체를 정확히 분배한다. 상기 액체는 중력에 의해 투여 챔버로부터 유동하는 바, 아마도 콘테이너로 유입되어 물이나 다른 액체로 희석될 수 있다. 투여 챔버가 비워지면, 사용자는 투여 장치를 리셋시켜 투여 챔버를 다시 채울 수 있다. 상기 투여 장치는 세정액, 약물, 세제, 음식물, 구강 세정제, 및 약제를 포함하는 다양한 유형의 액체를 분배하는 데 사용될 수 있다. 본 발명의 전술한 특징 및 기타 특징들은 이하에서 보다 상세히 기술될 것이다.

도 1 내지 도 4는 본 발명에 따른 투여 장치(100)의 일 실시예를 도시한다. 상기 투여 장치는 본체(110)와 캡(120)으로 형성되는 메인 챔버(105), 및 상기 본체(110)의 하부 내에 있는 투여 챔버(115)를 구비한다. 상기 메인 챔버는 상부 개구(125)를 구비하며, 상기 투여 챔버는 하부 개구(135)를 구비한다. 상기 본체(110)에는, 예를 들면 스핀 용접이나 초음파 용접 또는 접착제에 의해 캡(120)이 영구적으로 고정되거나, 나사 또는 인터로킹 결합 시스템에 의해 탈착가능하게 고정될 수 있다. 상기 투여 장치가 일체형 일회용 장치인 경우, 캡은 통상 본체(110)에 영구적으로 고정된다. 이는, 예를 들어 장치 내에 유지되는 재료가 유해하고 예를 들면 재충전 작업 중에 접촉되어서는 안 되는 경우, 바람직할 수 있다. 이러한 형태의 투여 장치는 메인 챔버 내의 액체가 분배된 후 쉽게 재충전될 수 없도록 설계될 수 있는 바, 이는 메인 챔버를 액체로 재충전하기 위해 쉽게 사용될 수 있는 방법이 없음을 의미한다. 상기 장치가 재충전되어야 하는 경우, 전술한 바와 같이 캡은, 예를 들면 재충전이 가능하도록 쉽게 분해되거나 교체될 수 있는 나사 또는 다른 밀봉가능한 연결체에 의해 본체에 탈착가능하게 고정될 수 있다.

상기 본체 내에는 플런저 또는 셔틀(130)이 끼워지며, 이는 도 2에 도시되어 있듯이 상부 개구(125) 및 하부 개구(135)를 통과한다. 도시된 실시예에서, 셔틀의 최상부는 캡(120)의 상면을 지나 돌출하지 않으므로 장치는 그 상부에 우발적으로 압력이 가해지는 경우 액체를 분배하지 않게 된다. 도시된 실시예에서는, 비록 그것이 본 발명이 요구하는 특징은 아니지만, 또한 셔틀의 상부를 쥠으로써 사람이 셔틀을 제1 위치로 복귀시키지 못하도록 부품들이 배치된다. 이러한 특징은, 전술한 이유로 인해 바람직하지 않을 수 있는 반복적인 투여의 발생을 감소시킬 수 있기 때문에 유용할 수 있다. 상부 시일(140) 및 하부 시일(150)은 도시된 바와 같이 본체(110)와 캡(120)의 내면을 밀봉함으로써, 메인 챔버 또는 투여 챔버 내에 수용된 유체가 투여 장치로부터 의도치 않게 빠져나오는 것을 방지한다. 상기 시일 및 이 시일에 대한 표면의 특별한 배치는 투여 장치의 설계에 종속적이다. 숄더 시일(160)이 또한 제공되는 바, 도 2에 도시된 바와 같이 투여 장치가 제1 상태에 있고 셔틀이 제1 위치에 있을 때는, 숄더 시일이 다른 표면에 대해 밀봉하지 않는 것이 바람직하다. 이 조건에서, 유체는 메인 챔버와 투여 챔버 사이에서 자유롭게 이동할 수 있으며, 따라서 투여 챔버는 메인 챔버 내에 유지되는 유체 또는 임의의 다른 재료로 충전될 수 있다.

도 3은 셔틀(130)이 제2 위치에 있고 계량된 투여량의 유체가 하부 개구(135)를 통해 분배되는, 상기 투여 장치의 제2 상태를 도시한다. 상부 시일(140)은 상부 개구를 지속적으로 밀봉한다. 숄더 시일(160)은 본체의 숄더(170)를 밀봉하며, 이는 셔틀이 제2 위치에 있는 동안 임의의 추가적인 유체가 메인 챔버로부터 투여 챔버 내로 흐르는 것을 방지한다. 계량된 투여량이 투여 장치로부터 방출되면, 셔틀(130)의 하단부는 (예를 들어 단단한 표면에 대해 누름으로써) 투여 장치내의 제1 위치로 다시 밀리게 될 수 있으며, 이로 인해 장치가 그 제1 상태로 복귀되고 따라서 투여 챔버가 재충전될 수 있다. 다른 실시예에서, 투여 장치의 바닥은, 셔틀이 특수하게 개조된 다른 장치에 의해 작용될 때만 제1 위치로 복귀될 수 있도록 개조될 수 있으며, 이는 사용자로 하여금 투여 장치를 다시 조작하기 전에 병 등으로부터 제거할 것을 요구한다. 이러한 개조는, 셔틀의 단부를 압축하여 제1 위치로 복귀시키는 (예를 들면 용기 또는 캐리어 상의) 맞춤형 통로에 장치의 단부가 반드시 삽입되도록, 셔틀 상에 확장 단부를 제공하는 것을 포함한다. 메인 챔버가 수회, 수십회 또는 수백회의 투여량을 수용할 수 있기 때문에, 장치는 재충전되거나 폐기되기 전에 수회의 또는 수많은 계량된 투여량을 연속해서 분배할 수 있다.

전술한 실시예에서, 상기 장치는 버퍼를 구비하는 바, 이는 메인 챔버로부터 투여 챔버로 (또는 그 반대로) 재료가 전혀 유동할 수 없을 때, 그리고 어떠한 재료도 투여 챔버로부터 유출될 수 없을 때 셔틀이 이동하는 적어도 약간의 거리가 있음을 의미한다. 이 버퍼링 시스템은 몇 가지 이유로 유리한데, 이러한 이유는 자명하지 않을 수 있다. 버퍼링 시스템이 없으면, 여러 부품들의 공차는 매우 작아야 하는 바, 이는 그렇지 않을 경우, 셔틀의 이동에 있어서, 재료가 메인 챔버로부터 투여 챔버로 유동하고 투여 챔버로부터 유출되는 하나 이상의 위치가 있을 수 있기 때문이다. 이는 대개는 의도치 않게 한 번의 조작으로 전체 장치를 비워버릴 수 있으며, 그 결과는 적어도 성가실 수 있고 아마도 위험할 수 있다. 이러한 버퍼링 특징을 갖는 본 발명의 장치는 "버퍼형(buffered)" 장치로 지칭될 수 있다. 버퍼형 장치는 따라서 각각의 조작시에 단일 투여량만을 보다 신뢰성 있게 분배한다.

필요하다면 본 발명의 다수의 다른 특징들 또한 사용될 수 있다. 그 하나는 투여 챔버내 유체를 위해 사용될 수 있는 공간의 체적을 감소시키기 위해 투여 챔버(115)내에 배치될 수 있는 선택적인 체적 스페이서(200)를 사용하는 것이다. 따라서, 예를 들어 투여 챔버가 15㎖의 유체를 유지하지만 각각의 투여마다 5㎖의 유체만이 분배되어야 한다면, 유체를 위해 사용될 수 있는 공간이 단지 5㎖가 되도록 투여 챔버 내에는 10㎖의 체적을 갖는 체적 스페이서가 배치될 수 있다. 상기 체적 스페이서는 임의의 적절한 크기일 수 있으며, 도시된 실시예에서는 가운데로 셔틀의 일부가 수용될 수 있는 통로를 갖는다. 도시된 스페이서는, 분배되는 재료와, 정확한 투여를 위해 뒤에 남겨지는 최소 잔류 재료, 및 투여 챔버를 리셋할 때 남아있는 최소 잔류물을 신속히 비워버릴 수 있는 구조를 이용한다. 메인 챔버, 투여 챔버 및 임의의 체적 스페이서의 크기, 형상 및 조성은, 장치의 다른 구성요소들처럼, 분배될 특정 유체를 수용하도록 개조될 수 있다.

셔틀은 편향(bias)되지 않는 것이 바람직하며 이는 제1 위치 또는 제2 위치 쪽으로 강제되지 않음을 의미하지만, 일 실시예에서 셔틀은 (바람직하게는 스프링에 의해) 제1 위치 쪽으로 편향된다. 이후, 셔틀이 제2 위치에 있고 사용자가 셔틀 상부에서 압력을 해제하면, 셔틀은 제1 위치로 되돌아가고 투여 챔버는 재충전된다. 이로 인해 사용자는 추가적인 투여량을 즉시 분배할 수 있다. 그러나, 이는 반복되는 투여가 간단하여 이러한 반복되는 투여가 보다 일어나기 쉽기 때문에 결점이 될 수 있다.

다른 유용한 특징은 셔틀과 연관된 로킹 기구이며, 로킹 기구의 사용은 셔틀이 해제될 때 제1 위치에서 제2 위치로 이동되는 것을 방지해준다. 그러한 로킹 기구의 일 실시예가 도 2 및 도 2a에 도시되어 있는 바, 여기에서는 스프링 아암(180)이 캡(120) 내부에 몰딩되고 셔틀을 향해 편향되어 있다. 정상 위치에서, 상기 스프링-아암은 셔틀의 이동과 간섭되지만, 셔틀로부터 (도 2 및 도 2a에서 왼쪽을 향해) 반경방향으로 멀어지도록 이동되면, 셔틀이 제2 위치 쪽으로 이동될 수 있게 한다. 이는 재료가 장치로부터 의도치 않게 분배되는 것을 방지하며, 공지된 구성상의 특징을 갖는 다른 실시예에서는 아동 보호 안전 특징으로서 자격을 가질 수 있다. 적어도 도시된 실시예에서의 장치의 구성으로 인해, 재료가 분배되는 지점 근처에 사용자의 손가락을 위치시키지 않고도 장치로부터 재료를 분배할 수 있으며, 이 결과 보다 안전한 제품이 얻어진다. 다른 방식으로 기술하면, (도 2 및 도 3에서 225로 도시된 바와 같이, 사용자가 셔틀의 상단부를 내리누르는) 조작 위치는 장치의 대향 단부상에 있으며, 따라서 (재료가 투여 챔버를 빠져나가는) 분배 위치로부터 이격되어 있다. 본 발명의 장치는 자급형(self-contained)이거나 일체형이며, 다른 공지된 분배 시스템처럼 표준 스프레이 또는 기타 병에 나사식 또는 다른 방식으로 고정될 필요가 없다는 것에 유의해야 한다.

본 발명의 구성요소들의 제조에 사용되는 구체적인 재료는, 장치가 사용될 것으로 기대되는 용례에 맞도록 선택될 수 있다. 한 가지 유용한 고려사항은, 장치에 의해 분배될 것으로 예상되는 액체에 노출되었을 때 열화되거나, 자외선, 시간 경과, 또는 임의의 다른 환경적 요인들에 의해 열화되지 않도록 재료를 선택해야 한다는 것이다. 예를 들면, 플라스틱 및/또는 금속이, 메인 챔버(본체와 캡), 투여 챔버, 셔틀, 및 투여 장치의 체적 스페이서 구성요소에 대해 사용될 수 있다. 유체의 중대성(severity), 결합 부분을 만드는 공정의 정확도, 및 셔틀을 위치 이동시키기 위해 시일을 해소하는 데 필요한 마찰에 따라 다양한 시일 재료가 사용될 수 있다. 시일용으로 적합한 한 가지 가능한 재료는 Apple Rubber Products에서 AS568014라는 이름으로 시판중인 에틸렌-프로필렌 O-링이다. 본 발명의 장치에 유용할 것으로 판단되는 다른 형태의 시일은, C&C Packings, Inc.에서 014 Bunya N70 U-cup 5라는 이름으로 시판중인 것과 같은 U-컵 시일이다. 컵 시일은 미끄럼 운동에 대한 저항을 낮출 수 있으며, 방향성을 가지므로 적절한 배향이 중요할 수 있다. 본 발명의 장치에 유용할 것으로 판단되는 또 다른 형태의 시일은 RF Enterprises에서 Quattro Seal 400014라는 이름으로 시판중인 것과 같은 쿼드 링(quad ring) 시일이다. 시일 재료의 조합 또한 사용될 수 있다. 또한, 구성요소들의 결합면이 약간의 간섭을 갖도록 크기를 결정하거나, 또는 약간 융기된 링이 슬라이딩 부재에 일체로 성형되도록 크기를 결정함으로써 밀봉할 수 있다. 시일이 배치되는 샤프트의 직경은 동일한 것이 바람직하며, 따라서 투여 챔버의 체적은 장치가 조작될 때 변화되지 않는다. 또한, 상부 및 하부 시일은 중간 시일보다 훨씬 많이 사용되므로, 우수한 재료를 사용하여 구성될 수 있다.

본 발명의 투여 장치의 다른 장점에는, 상기 장치가 어떠한 형태의 모터 또는 전원을 구비하지 않으며, 액체를 엎지르지 않고 안전하게 역전, 드롭, 롤링 또는 이동될 수 있으며, 불균일하고 따라서 부정확한 (병이나 콘테이너의 압착과 같은) 조작 방법에 의존하지 않는다는 점이 포함된다.

본 발명의 투여 장치는 충전 상태로 또는 빈 상태로 선적 및 판매될 수 있으며, 충전 상태로 판매된다면 투여 챔버를 충전하기에 충분한 액체가 메인 챔버 내에 있는 한 재충전 또는 재사용될 수 있다. 재충전 가능한 투여 장치를 제공하는 한가지 방법은 캡이 재충전을 위해 제거될 수 있도록 캡(120)과 본체(110) 사이에 연결부를 나사결합하는 것이다. 본 장치에 사용되는 유체는, 간단히 중력에 의해서 쉽게 유동하는 것이 바람직하지만, 장치에 약간의 수정을 가하면 점성이 더 큰 다른 유체가 분배될 수 있다. 예를 들면, 액체가 장치로부터 보다 쉽게 배출될 수 있도록 셔틀은 장치의 하부 개구 밖으로 더욱 이동할 수 있다. 따라서, 본 발명은 주로 액체에 관하여 기술되었으나, 투여 챔버를 충전하고 이어서 장치를 빠져나가기에 충분하게 유동한다면 점성이 더 큰 재료나 심지어는 분말, 페이스트 및 고체상 펠릿도 사용될 수 있다. 본 발명의 장치에 사용될 수 있는 유체는, 세정용 화학물질 및 농축액, 보호성 화학물질, 세척제, 식품, 구강 세정제, 약물, 급식물, 동물 치료약, 자동차용 재료, 구조 재료, 접착제, 및 핸드크림 및 로션과 같은 개인용 위생용 재료를 포함하지만, 이것에 한정되지는 않는다.

본 발명의 투여 장치의 다른 선택적 특징에는 이하의 것이 포함된다. 하우징 외부의 형상은 이 투여 장치만이 상보적 형상의 네크를 갖는 병 안에 끼워지도록 구성될 수 있다. 이는, 하나의 장치에는 키이(key)를 제공하고 다른 장치에는 키이홈(keyway)을 제공함으로써, 또는 다른 공지된 방법으로써 이루어질 수 있다. 이는, 특히 종합 시스템을 제공하도록 병 세트를 투여 장치 세트와 매칭시키는 데 유용하다. 다른 실시예에서, 상기 장치의 최하부는 약간 첨예할 수 있으며, 따라서 어떠한 액체의 낙하물도 장치의 바닥에 남지 않고 수집되어 상기 첨예부로부터 떨어질 것이다. 다른 실시예에서, 장치의 내면의 일부 또는 전부는 장치의 내용물의 배출을 촉진하도록 적절한 코팅재로 코팅될 수 있다.

농축액 또는 액체의 적절한 양은 제조업자나 사용자에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 만약 투여 장치가 0.95 리터(32 온스) 분사기와 같은 분배기와 함께 판매되거나 일반적으로 사용된다면, 투여량은, 물과 같은 다른 액체에 의해 희석되었을 때 0.95 리터(32 온스)의 액체를 생성하게 될 액체 농도를 알게 됨으로써 결정될 수 있다.

본 발명의 투여 장치는, 하나 이상의 투여 장치, 분사기 병과 같은 하나 이상의 콘테이너, 세정 도구, 및 상기 투여 장치와 함께 사용될 수 있는 다른 공급장치를 위한 공간을 갖는 캐리어와 함께 판매 또는 사용될 수 있다.

본 발명은 몇 가지 실시예를 참조하여 기술되었다. 당업자라면, 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 상태에서 전술한 실시예들에 대한 많은 변형예가 있을 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 도 1에 도시된 전체 구조의 부품들이 전부 필요한 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 범위는 본원에 기재된 구조로 제한되어서는 안 되며, 청구범위에 기재된 구조 및 그 등가물에 의해서만 제한된다.

Claims (15)

1. 삭제
2. (a) 일회 투여량을 초과하는 재료를 유지하도록 크기가 결정된 메인 챔버;

   (b) 일회 투여량의 재료를 유지하도록 크기가 결정되며 상기 메인 챔버와 유체 연통하는 투여 챔버;

   (c) 재료가 메인 챔버와 투여 챔버 사이에서 유동할 수 있는 제1 위치와, 셔틀이 눌려서 투여 챔버를 메인 챔버로부터 밀봉하고 재료가 투여 챔버를 빠져나갈 수 있게 되는 제2 위치, 그리고 상기 제1 위치와 제2 위치의 중간에 위치하고, 재료가 메인 챔버와 투여 챔버 사이에서 전혀 유동할 수 없으며 재료가 투여 챔버로부터 전혀 빠져나갈 수 없는 제3 위치 사이에서 이동하게 되어 있는 셔틀; 및

   (d) 로킹 기구로서, 상기 로킹 기구가 해제될 때까지 상기 셔틀이 상기 제1 위치로부터 상기 제2 위치로 이동하는 것을 방지하는 로킹 기구

   를 포함하고,

   상기 장치는 상기 투여 챔버 내에 체적 스페이서를 더 포함하며, 상기 체적 스페이서는 상기 셔틀의 일부를 수용하는 것인 버퍼형 재료 투여 장치.
3. (a) 일회 투여량을 초과하는 재료를 유지하도록 크기가 결정된 메인 챔버;

   (b) 일회 투여량의 재료를 유지하도록 크기가 결정되며 상기 메인 챔버와 유체 연통하는 투여 챔버;

   (c) 재료가 메인 챔버와 투여 챔버 사이에서 유동할 수 있는 제1 위치와, 셔틀이 눌려서 투여 챔버를 메인 챔버로부터 밀봉하고 재료가 투여 챔버를 빠져나갈 수 있게 되는 제2 위치 사이에서 이동하게 되어 있는 셔틀; 및

   (d) 로킹 기구로서, 상기 로킹 기구가 해제될 때까지 상기 셔틀이 상기 제1 위치로부터 상기 제2 위치로 이동하는 것을 방지하는 로킹 기구

   를 포함하고, 상기 셔틀의 작동 위치는 재료가 장치를 빠져나가는 분배 위치로부터 일체형 재료 투여 장치의 대향 단부에 배치되며, 상기 셔틀은 스프링에 의해 상기 제1 위치를 향해 편향되고,

   상기 장치는 상기 투여 챔버 내에 체적 스페이서를 더 포함하며, 상기 체적 스페이서는 상기 셔틀의 일부를 수용하고, 상기 체적 스페이서는 상기 셔틀로부터 분리될 수 있는 것인 재료 투여 장치.
4. 삭제
5. 삭제
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13. 삭제
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