KR101063598B1 - 유체분배를 위한 무공기 펌프컨테이너와 밀봉방법 및 유체 분배방법 - Google Patents

Abstract

추상적이거나 비원통 형상을 채용할 수 있는 무공기 펌프를 채용하는 분배 컨테이너를 사용하는 유체를 분배하는 방법 및 장치가 개시된다. 무공기 펌프는 챔버의 표면을 구비하는 피스톤을 갖는 유체를 감싸를 챔버를 사용한다. 챔버는 챔버의 높이를 따라서 실질적으로 균일한 수직 단면을 갖는 내부 체적을 가지며, 피스톤은 피스톤이 챔버의 높이를 가로지르는 것을 허용하도록 대응된다. 피스톤과 챔버의 내부의 사이들은 멀트-로브 링 실로 밀봉된다.

Description

멀티-로브 링 실을 구비한 무공기 펌프 분배 시스템{AIRLESS PUMP DISPENSING SYSTEM WITH MULTI-LOBE RING SEAL}

본 발명은 일반적으로 멀티-로브 링 실을 구비한 무공기 펌프 분배 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하면서도 배타적이지 않게는, 대기 오염에서 내용물의 누출 및 노출을 동시에 최소화하는 동안 효율적으로 유체들을 펌핑할 수 있는 무공기 분배 펌프에 관한 것이다. 본 발명은 개인 보호 제품용 무공기 분배 펌프들과 연관된 특별한 유틸리티를 구비하며, 비록 다른 유틸리티들이 고려될지라도 그런 유틸리티와 관련되어 묘사될 것이다.

무공기 타입의 펌프들은 피부 크림, 피부 로션, 치약, 헤어젤, 핸드 로션, 얼굴 크림, 주름 시럼, 여드름 트리트먼트, 샴푸, 컨디셔너 및 많은 제품용 액체와 같은 분배 개인 보호 제품들을 포함하여 넓은 범위의 제품들로 개발되어 왔다. 전형적으로, 무공기 펌프는 펌프를 통한 공기의 역(흡입) 흐름을 허용하지 않고 필수적으로 단일 방향으로 컨테이너로부터 물질의 펌핑을 제공하는 펌프와 관련된다. 즉, 컨테이너로부터 제품이 펌핑됨으로써, 펌핑된 제품은 펌프를 통하여 공기의 해당 체적으로 대체되지 않는다. 게다가, 펌프를 통한 '공기'의 역 흡입 흐름을 방지하기 위해, '무공기 펌프'개 컨테이너의 외부로 펌핑된 제품의 체적을 대체하기 위해 어떠한 다른 물질의 유입을 허용하지 않는다. 예를 들면, '무공기 펌프'는 체크 밸브와 같은 일 방향 밸브를 포함할 수 있다. 무공기 타입의 펌프들은 제품의 두꺼운 점도(viscosity)가 펌프에 부착된 중공 튜브를 활용하는 종래 타입의 분배를 방지하는 제품들에 적용될 수도 있으며, 적은 양의 반 액체(semi-liquid) 제품(치약과 같은)은 부가 제품이 분배되는 것을 방지하도록 튜브의 끝에서 발생된다.

두 종류의 무공기 펌프가 있다. 하나의 타입은 미국 특허 번호 4,093,123호에 묘사되어 있다. 무공기 펌프 컨테이너는 제품을 위한 제1 상부 챔버와, 추진을 위한 제2 하부 챔버로 나뉘고, 자유-부유(free-floating) 피스톤에 의해서 액체가 배출될 때, 하부 챔버 내에서의 추진체의 압력으로부터 가압된 상부 챔버를 유지하도록 컨테이너의 내부를 따라서 이동할 수 있다. 액체가 상부 챔버로부터 분배될 때, 상부 챔버의 체적에 접촉하며 내부에서 추진체의 압력의 영향 아래 하부 챔버의 체적을 증가시킬 수 있도록 피스톤은 상부로 이동한다. 피스톤은 피스톤 내에서 그루브(groove)들 또는 리세스(recess)들에 장착되는 한 쌍의 상부 및 하부 오링 실(O-ring seal)들을 포함할 수 있으며, 그것은 폴리프로필렌(polypropylene)과 같은 부드럽고 유연성 있는 레진(resin)으로 제조된 몰더 피스톤을 사용할 수 있다.

무공기 펌프의 두 번째 타입은 제품을 위한 제1 상부 챔버와, 컨터이너의 내부를 따라서 이동 가능한 자유-부유 피스톤에 의해서 대기로 배기되는 제2 하부 챔버로 나뉜다. 일 방향 펌프는 상부 챔버 내에서 진공을 발생시키고, 그것이 펌프 노즐로부터 배출될 수 있는 펌프 챔버 내에서 제품을 빼내고, 제품을 상부 챔버로부터 빼내면서 발생된 빈 공간을 채우기 위해 자유-부유 피스톤은 상승한다.

전술한 장치들을 생산하고 적용하는 것과 관련된 다수의 문제가 있다. 우선, 피스톤과 컨테이너의 내부 면 사이의 밀봉(seal)이 종종 불충분하다. 종래 기술의 오링 실들은 밀봉 표면(sealing suface)에서 가름 선(parting line)을 갖는다. 따라서, 원 형상이 아닌 컨테이너 또는 두께를 발생시키는 길이 방향의 용접 라인에서의 코너와 같은 불규칙이 누설 증거 실(leak proof seal)을 형성하는 데 해롭다.

게다가, 오링 실들은 나선형(spiral)의 실패를 하기 쉽다. 확실한 조건 아래, 오링의 부분들이 미끄러지고 오링의 다른 부분들이 동시에 말린다. 틀어진 실은 틈새 사이에서의 날카로운 코너 내에서 압력에 의해 가압된다. 급속한 스트레스-에이징(stress-aging)은 틈새 사이에 인접하여 오링의 파열이 시작하는 것을 야기시킨다. 오링의 움직임은 단면을 통한 절반 방향에 대해 투과하는 것의 파열을 야기시킨다. 따라서, 오링이 제거될 때, 그것은 원래 형상으로 돌아오고, 파열은 단면 주위에서 타이트한 나선 형상으로 나타난다. 나선형의 실패의 주요 원인의 하나는 슬라이딩되거나 작동하는 실 마찰(seal friction)이 마찰을 발생시키는 것과 매우 높게 관련하는 피스톤의 느린 속도이다. 개인 보호 제품에 적용되는 무공기 펌프 내의 피스톤들은 전형적으로 사용의 여섯 달 이상 시 한 번에 1인치의 작은 부분이 이동되고, 오링 실들 내에서 나선형 실패의 문제를 악화시킨다. 폴리프로필렌으로 몰드(mold)되거나 형성된 피스톤들은 그들의 결점을 갖는다. 피스톤들은 컨테이너가 둥글거나 원통형의 벽들을 갖는 제품일 경우 잘 작용하나, 피스톤 접촉 벽들이 사각형, 하트 모양, 삼각형 또는 자유로운 형상을 포함한 다른 형상과 같은 비원기둥 표면인 제품에 적용될 때 피스톤들은 전형적으로 신뢰할 수 없다.

음식 소스뿐만 아니라 피부 크림, 피부 로션, 치약 및 헤어젤 등과 같은 많은 개인 보호 제품들은 공기에 접촉되도록 배치될 때 급속도로 악화되고, 그래서 제품이 분배될 때 공기가 패키지(package)에 들어가거나 제품에 접촉하는 것을 방지하는 것이 중요하다. 또한 피스톤과 컨테이너 사이의 타이트한 밀봉은, 단지 액체가 채워진 챔버 내에서 에어를 밀거나 당기는 것 대신에, 피스톤을 구동시키는 힘이 실제로 피스톤을 이동시키는 것을 확실히 하는 것이 중요하다.

일본 특허 공보 2003-22462호는 유체를 수용하는 컨테이너 본체 및 무공기 펌프를 구비한 무공기 펌프 컨테이너를 개시한다. 일본 특허 공보 2003-22462호의 발명은, 컨테이너 본체의 내부 벽과 접촉하는 그것의 인접 부분에서의 바닥 플랩(flap)을 가진 탄력 물질의 하부 및 상부 경사 아암(arm)들을 제공함으로써, 미끄러짐 마찰력의 증가 없이 바닥 플랩과 컨테이너 본체의 내부 벽 사이의 밀폐된 특징을 구비한다. 이러한 복잡한 특징은 제조 및 조립하기 어렵고, 따라서 생산 비용이 많이 소요된다.

본 발명은 예를 들면 화장품과 같이 피스톤을 사용하는 분배용 제품을 저장하는 분배기(dispenser)를 제공하며, 종래 장치와 관련된 상기의 문제점들을 극복할 수 있다.

본 발명의 특별한 목적은 종래 장치와 비교하여 더 나은 누설 증거 실을 제공하는 피스톤 타입의 분배기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 예를 들면, 타원, 사각형, 삼각형 또는 다른 다각형 수직 단면 또는 자유 형상을 포함한 다른 수직 단면 형상을 구비한 다양한 비원형 형상의 컨테이너에 누설 증거 실을 허용하는 피스톤 타입의 분배기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 종래 장치와 비교하여 제조에 비용이 덜 소요되는 피스톤 타입의 분배기를 제공하는 것이다.

본 발명은 여전히 하나 또는 이상의 바람직한 목적 그리고/또는 전술한 이익들을 수행함 없이 실행될 수 있다는 것은 이해되어야만 한다. 다른 목적은 본 발명의 후술할 상술을 읽음으로써 명백하게 될 것이다.

전술한 다른 목적들은 화장품 액체와 같이 유체를 분배하는 컨테이너를 포함한 장치를 사용함으로써 달성될 수 있다. 컨테이너는 높이를 따라서 실질적으로 균일한(uniform) 수직 단면을 갖는 내부를 구비한 제1 챔버를 포함한다. 유체는 제1 챔버의 내부에 수용된다. 명령 시 제1 챔버의 유체 내용물을 방출하기 위하여 방출 밸브는 제1 챔버와 유체 내통(in fluid communication with)한다. 유체는 제1 챔버의 표면을 구성하면서도 제1 챔버를 제2 챔버와 분리시키는 피스톤에 의해서 추진된다. 피스톤은 제1 챔버의 높이를 따라서 실질적으로 균일한 수직 단면에 대응하는 단면 주변 형상을 갖는다. 채널(channel)은 피스톤의 주변 사이에 형성되고, 제1 챔버의 내부 및 피스톤의 주변 사이를 밀봉하는 쿼드-링(Quad-ring^TM) 또는 엑스-링(X-ring)과 같은 멀티-로브 링 실(multi-lobe ring seal)이 배치되며, 제1 챔버의 높이의 가로 방향으로 피스톤이 가로지르는 것을 허용한다. 멀티-로브 링 실은 2, 3, 4, 5 또는 그 이상의 로브들을 포함할 수 있다. 멀티-로브 실들의 바람직한 형성인 쿼드-링(Quad-ring^TM) 또는 엑스-링(X-ring)과 같은 멀티-로브 링 실들은 4개의 로브를 갖는 수직 단면 디자인을 가지며, 기준 오링(O-ring)과 비교하여 두 배의 밀봉 면적을 제공한다. 두 배의 밀봉 작용은 효과적인 밀봉을 유지하기 위하여 더 작은 짜내는 힘(squeezing force)을 요구한다. 또한, 멀티-로브 또는 엑스-링의 가름 선은 밀봉 표면과 떨어지도록 로브들 사이에 있으며, 따라서 종래의 오링에서 가름 선의 불균칙한 표면으로부터 종종 발생한 누설의 문제를 제거할 수 있다. 멀티-로브 또는 엑스-링들은 전통적으로 높은 압력 회전 밀봉 제품에 적용되었으나 무공기 펌프 등에는 적용되지 않았다.

멀티-로브 또는 엑스-링 실의 밸리(valley)는 오일, 크림, 분배된 적은 양의 제품과 같은 윤활유(lubricant)를 포함할 수 있으며, 피스톤은 다른 멀티-로브 또는 엑스-링 실 또는 윤활유가 수용된 추가 채널들을 포함할 수도 있다. 본 발명의 멀티-로브 또는 엑스-링 실은 코너(corner)를 갖는 다각형을 포함한 실제로 어떠한 디자인의 수직 단면 형상을 갖도록 챔버를 허용한다. 물론, 다각형의 코너는 적어도 일부분이 곡면일 수 있다.

대안으로, 바람직하게는, 컨테이너의 제2 챔버는, 피스톤이 제1 챔버의 높이를 가로질러 제2 챔버의 체적이 확장할 때, 진공을 피하기 위하여 주위 공기와 유체 접촉 상태에 있을 수 있다.

대안으로, 바람직하게는, 피스톤은 스프링, 추진체, 바람직하게는 흡입 밸브에 의해서 제2 챔버에 연결되는 공기 또는 방출 밸브 메커니즘에 의해서 가해지는 부압(negative pressure)에 의해서 적어도 일부분이 구동될 수 있다.

컨테이너의 피스톤은 피스톤이 방출 밸브에 접근할 때 포켓(pocket)이 방출 밸브를 수용하며 제공되도록 페이스(face) 표면을 구비할 수 있다. 피스톤이 충분히 얇을 때, 포켓은 피스톤의 바닥면을 넘어 연장할 수도 있다.

상기의 다른 목적들은 챔버의 수직 단면에 대응하는 형상의 피스톤을 제공함으로써 피스톤과 챔버의 높이를 따라서 실질적으로 균일한 수직 단면을 갖는 챔버의 내부 사이의 밀봉을 포함하는 방법을 사용하여 달성될 수 있다. 피스톤은 피스톤의 크기에 대응하는 크기를 갖는 엑스-링 실과 같은 멀티-로브 실을 수용하도록 구성된 채널에 제공된다. 멀티-로브 또는 엑스-링 실은 피스톤 내의 채널 내에 배치되고, 피스톤은 챔버 내에 배치된다. 멀티-로브 또는 엑스-링 실은 코너들을 갖는 다각형을 포함한 어떠한 형상이 되도록 챔버의 수직 단면을 허용하며, 코너들은 실의 설치가 가능하도록 부분적인 둥근 형상을 갖는다. 윤활유가 멀티-로브 또는 엑스-링 실의 밸리(들)에 제공될 수 있다.

대안으로, 멀티-로브 또는 엑스-링 실은 2개의 샷(shot) 또는 이중 인젝션 몰딩 공정을 사용하는 채널 내에서 원위치(in-situ)에 형성될 수 있다. 2개의 샷(shot) 또는 이중 인젝션(bi-injection) 몰딩 공정은 조립의 용이성, 비균일한 반경 또는 중앙에서 에지(edge)로의 차원의 차이를 갖는 자유 형상을 제조하는 가능성 관점에서 미리 형성된 멀티-로브 또는 엑스-링 실들에 이점을 갖는다. 멀티-로브 또는 엑스-링 실의 밸리(들)에 오일, 크림, 분사되는 적은 양의 유체와 같은 윤활유가 배치될 수 있다. 방출 밸브는 명령 시 제1 챔버의 유체 내용물을 방출하도록 제1 챔버와 유체 내통되게 제공된다. 사용자는 피스톤을 구동시키고 유체를 배출함으로써 방출 밸브를 작동시킨다.

여기에 표현된 본 발명의 측면(aspects) 및 적용(applications)은 도면들 및 본 발명의 상세한 묘사를 통해 후술된다.

본 발명의 더 나은 완벽한 이해는 다음의 묘사하는 도면과 관련하여 고려될 때 상세한 설명을 참조하여 이끌어낼 수 있다. 도면에서, 같은 참조번호는 같은 요소를 가리키고 도면 전반에 걸쳐 작용한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예의 수직 단면도이다;
도 2a는 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예와 부합되게, 피스톤의 수직 단면도이다;
도 2b는 엑스-링 실의 형태로서 멀티-로브 실이 위치되는 그루브를 보여주는, 도 2a에서 a-b선을 따라 도 1의 분배기의 피스톤의 수직 단면도이다;
도 3은 본 발명의 변경 실시예와 부합되게, 분배기의 개방 사시도이다;
도 4는 도 1 및 도 3의 분배기에 적용된 엑스-링 실 형태로서 멀티-로브 실의 수직 단면도이다; 및
도 5는 분해도이고 도 6은 본 발명의 변경 실시예를 묘사한 수직 단면도이다.
도면에서 요소 및 작용은 단순하게 설명되었고 어떠한 연속 또는 실시예와 관련하여 필수적으로 제공되지는 않는다.

다음의 묘사에서, 그리고 설명의 목적을 위하여, 다양한 구체적인 묘사들이 본 발명의 다양한 측면의 이해를 철저히 제공하기 위하여 제시된다. 그러나 본 발명이 구체적인 묘사 없이 실행될 수 있음은 관련 기술의 숙력된 이들에 의해 이해될 것이다. 다른 예로, 공지된 구조 및 장치는 본 발명의 모호함을 피하기 위해 더욱 일반적으로 보여지고 논의된다. 많은 경우에, 작동의 묘사는 하나를 본 발명의 다양한 형태를 실행하도록 함으로써 충분하다. 개시된 발명이 적용된 구성, 장치, 기술들이 있다는 것은 공지되었다. 본 발명의 완전한 범위가 후술된 예들에 제한되지 않는다.

도 1 내지 도 3에 따르면, 내부 형상(11)을 갖는 중공의 컨테이너(10)를 구비한 본 발명에 부합되는 특별한 실시예가 있다. 도시된 것처럼, 내부 형상(10)은 실질적으로 사각 단면 형상을 가지나, 원, 타원 또는 다른 형상의 수직 단면과 같은 다른 형상도 적용될 수 있다. 컨테이너(10)은 제1 액체 챔버(12) 및 제2 챔버(14)를 구비한다. 챔버(14)는 공기홀(15)를 통해 주변의 공기와 유체 내통(in fluid communication with)한다.

도 2a 및 도 2b에 자세히 도시된 것처럼, 자유-부유 피스톤(18)은 채움을 위한 준비 시 및 사용 시 컨테이너(10) 내에 위치되고, 챔버(14)로부터 액체 챔버(12)를 나눈다. 피스톤은 적어도 하나의 주변 그루브(20)를 포함한다. 엑스-링 실(22)과 같은 멀티-로브 실들은 챔버(12)로부터 유체 내용물의 통로에 반대하여, 그리고 공기 또는 피스톤(18)을 통과한 다른 추진체(propellent)의 경로에 반대하여 하부 챔버(14)를 효과적으로 밀봉하도록 피스톤(18)과 함께 사용된다. 내부 형상(11)의 코너들은 피스톤(18)과 컨테이너(10)의 내부 사이의 완벽한 밀봉을 위하여 적어도 부분적으로 둥글게 처리될 수 있다.

분배 펌프(24, 도 1 및 도 3 참조)는 컨테이너(10)의 탑(top)에 장착되도록 마련된다. 분배 펌프(24)는 액체 챔버(12)의 채움, 세척 또는 다른 목적들을 허용하도록 컨테이너(10)로부터 제거된다. 엑스-링 실(미도시)과 같은 추가적인 멀티-로브 실은 분배 펌프(24)와 컨테이너(10) 사이의 효과적인 밀봉을 제공하도록 분배 펌프(24) 내부에 포함될 수도 있다. 스프링 구동 복원 가압 버튼(27)은 분배 펌프(24)의 탑에 장착되며, 가압될 때 컨테이너(10)의 챔버(12) 내에서 부압(negative pressure) 형성을 야기시킨다. 이것은 피스톤(18)이 사용자의 의도대로 노즐(29)을 통하여 컨테이너(10)의 상부 챔버(12)의 액체 내용물을 가압함으로써 상승하는 것을 야기시킨다. 분배 펌프(24)는, 도 1에 도시된 것처럼, 가압 버튼(27)과, 펌프(26)가 방출을 위하여 가압될 때 컨테이너(10)로부터 펌프 출력을 안내하는 노즐(29)을 포함하고 있다.

멀티-로브 실(22)은 도 4에 보다 자세히 도시되어 있다. 멀티-로브 실(22)은 엑스(X) 형상의 수직 단면을 갖는다. 엑스 형상의 수직 단면은 인접한 로브(30)의 사이에 밸리(32)를 갖는 4개의 로브(30)들을 구비한다. 멀티-로브 실(22)의 각각의 로브(30)는 실질적으로 말단의 극에서 밀봉 표면(34)를 갖는다. 인접한 로브(30)들 사이의 밸리(32)들에는 실질적으로 밸리(32)의 중앙의 길이 방향을 따라 형성된 가름 선(36, parting line)을 포함한다. 가름 선이 실의 밀봉 표면 상에 있는, 오링들과는 달리, 멀티-로브 실의 가름 선(36)들은 로브(30)들 사이에서 밀봉 표면(34)로부터 이격되게 위치한다.

놀랍게도, 멀티-로브 실(22)의 사용은 연속적인 원 또는 타원 형상보다 다른 형상의 효과적인 밀봉을 허용한다. 가름 선(36)을 넘어 연장한 멀티-로브 실의 로브(3)들은 멀티-로브 실(22)이 코너 사이들을 채우고 종래의 오링 실에서 불가능한 일 방향으로의 불일치를 채우는 것을 허용한다. 따라서, 멀티-로브 실(22)들은 실질적으로 원, 타원, 삼각형 또는 다른 다각형 형상의 수직 단면 또는 피스톤(18)의 수직 단면에 대응하는 다른 형상일 수 있다. 오일, 크림, 또는 적은 양의 제품과 같은 윤활유의 공급은 피스톤(18)의 이동을 윤활하게 하고 멀티-로브 실(22) 및 컨테이너(10) 사이의 밀봉의 질을 개선하기 위해 멀티-로브 실(22)의 밸리(32)에 채워질 수 있다.

멀티-로브 실은 이중 인젝션 공정(bi-injection process)을 사용하여 형성될 수 있다. 이중 인젝션 적용을 위해 그로브(grove)가 피스톤 몰드 내에 갖춰지고, 이어서 피스톤이 형성되고, 그리고 툴이 제2의 위치로 회전될 때 충분히 냉각되고, 실리콘 가스켓(gasket) 물질과 같은 적합한 레진이 멀티-로브 가스켓 또는 실을 형성하도록 삽입된다. 이러한 과정은 작은 반경을 위하여 더 나은 밀봉 특징과 같은 기준 예비 형성 멀티-로브 실들이 형상하되고 조립 이슈를 간단히 하는 확실한 이점을 갖는다. 또한, 이중 인젝트된 가스켓의 멀티-로브 실이 인젝트된 가스켓 또는 실이 틀어지거나 이탈되지 않게 인접한 그로브(20)에 고정된다. 게다가 피스톤 링 실용 접촉 표면은 엑스-링과 같은 미리 형성된 링 실의 내부 로브들에 반대되도록 형성되고 따라서 밀봉 특징은 다소 개선될 수 있다.

피스톤(18)은 컨테이너(10)의 내부 형상(11)의 수직 단면에 실질적으로 대응하도록 구성된다. 또한 피스톤(18)은 포켓(40)을 구비한 페이스 표면(38)을 포함한다. 포켓(40)은 사용 시 피스톤(18)이 컨테이너(10)의 탑에 도달함에 따라 펌프(24)를 수용하도록 형상화된다. 이것은 사용자가 컨테이너(10)로부터 완전한 제품이 분사시키는 것을 허용한다. 피스톤의 두께는 멀티-로브 링 실(22)을 위한 인접 그루브(20)를 충분히 수용하도록 필요로 한다. 포켓(40)은 몇몇의 경우에 피스톤의 바닥면을 넘어 연장할 수 있다. 피스톤(18)은 멀티-로브 링 실(22)을 수용하는 단일 인접 그루브(20)를 갖는 것으로 도시되었다. 그러나, 추가 그루브들 및 멀티-로브 링 실(22)들은 컨테이너(10)의 내부에서 피스톤(18)의 불필요하거나 추가적인 밀봉을 위하여 제공될 수 있다. 게다가, 중간의 윤활 그루브는 오일, 크림, 분사되는 적은 양의 제품과 같은 피스톤용 오일의 공급을 받거나 홀딩하기 위하여 제공될 수 있다. 그루브(20)는 실(22)이 그루브(20) 내에 위치될 때 멀티-로브 링 실(22)의 용이한 삽입을 허용하고 실(22)의 회전을 강요하는 것을 허용하도록 형상화될 수 있다.

도 3에 따르면, 컨테이너(10)의 하부에 스커트(skirt) 부분(42)이 제공된다. 추가적으로 또는 변경적으로, 스커트 부분(42)은 파워 챔버(14)로 주변 공기 접근을 허용하는 개구(15)를 구비할 수 있다.

도 1 및 도 3을 참조하면, 분배 펌프(24)는 컨테이너(10)의 개구(52)에 위치된다. 분배 펌프(24) 내에서의 방출 밸브(26)는 개방 위치 및 차단 위치를 갖는다. 가압 버튼(27)은 밸브(26)와 내통하고 따라서 가압 버튼(27)을 누르면 개방 위치로 밸브(26)를 이동시킨다.

컨테이너(10)는 다양한 방식으로 제조될 수 있다. 컨테이너(10)는 플라스틱, 유리, 또는 액체를 수용하는 데 사용할 수 있는 다른 재질로 제조될 수 있다. 액체는 핸드 로션, 얼굴 크림, 주름 시럼, 여드름 치료, 샴푸, 컨디셔너, 많은 제품의 액체들을 포함할 수 있다. 상기에 개시된 것처럼, 액체는 분사하는 유체를 수용할 수 있어야 한다. 컨테이너(10)는 챔버(10)의 높이(13)를 따라서 균일한 수직 단면을 가질 수 있으며, 따라서 피스톤(18)은 동일한 차원을 가지며 컨테이너(10)의 높이(13)를 따라서 미끄러질 수 있다. 컨테이너(10)는 장식적으로 디자인될 수 있다.

피스톤은 개구(52) 방향으로 유체가 편향하도록 위치된다. 개시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예와 관련하여, 비록 분배 펌프(24)의 작동이 피스톤(18)으로부터 이격된 일 위치에서 개구(52)가 컨테이너(10)를 따라서 위치되도록 요구할지라도, 개구(52)는 컨테이너(10)의 탑에 있다.

분배 펌프(24)는 컨테이너(10)의 개구(52)에서 컨테이너(10)에 연결된다. 이러한 방식으로, 분배 펌프(24)는 개구(52)를 덮고 밀봉한다. 밸브(26)는 분배 펌프(24) 내에 제공된다. 밸브(26)는 차단 위치 및 개방 위치를 갖는다. 밸브(26)의 차단 위치는 유체가 컨테이너(10)를 나가는 것을 억제한다. 밸브(26)의 개방 위치는 유체가 밸브(26)를 통하여 흐르는 것을 허용한다. 밸브(26)는 가압 버튼(27)과 내통한다. 밸브(26)는 차단 위치에서 편향될 수 있다. 동시에, 가압 버튼(26)은 편향될 수 있고, 밸브(26)는 차단 위치에서 편향된다. 편향은 해당 기술에서 보통의 기술을 가진 자들에게는 공지된 어떠한 방식으로서 수행될 수 있다. 분배 펌프는 임시 홀딩 챔버(미도시)를 포함할 수 있고, 무공기 펌프는 유체를 노즐(29)로부터 분배하기 위하여 가압 버튼(27)을 하방으로 가압 시 홀딩 챔버 내에서 유체를 가압하도록 적응되고, 가압 버튼(27)이 상방으로 복귀 시 홀딩 챔버 내에서 액체 챔버(12)로부터 유체를 빨아들이기 위해 액체 챔버(12)에 부압을 가하도록 적응된다.

사용 시, 사용자는 가압 버튼(27)을 가압한다. 이후 가압 버튼(27)은 노즐(29)을 통해 밸브(26)로부터 유체를 방출하도록 밸브(26)를 개방한다. 유체가 방출되면서, 피스톤은 액체 챔버(12) 상에서 분배 펌프(24)에 의해 가해진 부압으로 인해 상부로 편향된다. 챔버(12)의 부피가 확장하면서, 챔버(12)의 부압은 컨테이너(10)의 챔버(14) 내에서 개구(15)로부터 챔버(14)에 들어가도록 허용되는 주변 공기로 채워진다.

본 발명의 전술한 실시예들 특히 바람직한 실시예는 단지 시행의 가능한 예들이며 단지 발명의 원리의 이해를 돕고자 제시되는 것임이 강조되어야 한다. 예를 들어, 도 5 및 도 6을 참조하여, 멀티-로브 링 실은 2개의 샷 또는 이중 인젝션 기술을 사용하는 피스톤(64) 내에 형성된 둘레의 그루브(64) 내에서 원위치에 형성될 수 있다. 단순하게 이것은 실리콘(66)의 비드(bead), 또는 다른 적합한 레진을 그루브 내에서 삽입하고 2개의 로브 링 실의 형태에서 비드의 바깥(노출된) 에지(70)를 형상화함으로써 달성된다. 다른 변경 또는 수정들은 본 발명의 정신 및 원리로부터 실질적으로 분리됨 없이 본 발명의 전술한 실시예들로 만들어질 수 있다. 예를 들면, 멀티-로브 링 실은 예를 들면 2, 3, 4 또는 5 또는 이상의 로브 수로 형성될 수 있다. 이러한 모든 수정 및 변경은 이러한 개시 및 본 발명의 범위 내에서 포함되도록 의도되고 다음의 청구항들에 의해 보호된다.

Claims (22)

1. 높이를 따라서 실질적으로 균일한(uniform) 비원형(non-circular) 수직 단면을 갖는 내부(interior)를 구비하며, 유체를 감싸는 제1 챔버;
   명령 시 상기 제1 챔버의 유체 내용물을 방출하기 위하여 상기 제1 챔버와 유체 내통하는(in fluid communication with) 방출 밸브; 및
   피스톤에 의해 상기 제1 챔버와 분리된 제2 챔버;를 포함하며,
   상기 피스톤은, 상기 제1 챔버의 높이를 따라서 실질적으로 균일한 수직 단면에 대응하는 수직 단면 주변 형상과, 상기 제1 챔버의 내부 및 상기 피스톤의 주변 사이를 밀봉(sealing)하는 멀티-로브 링 실(multi-lobe ring seal)이 배치되고 적어도 일부분에서 상기 피스톤이 상기 제1 챔버의 높이를 가로지르도록 허용하는 피스톤의 주변 내에서의 채널(channel)을 구비하며,
   상기 멀티-로브 링 실은 인접한 로브들 사이에 밸리를 갖는 로브들을 구비하고, 상기 밸리는 밸리의 중앙 길이 방향을 따라 형성된 가름 선을 포함하며, 상기 가름 선은 밀봉 표면으로부터 이격되게 로브들 사이에 위치하는, 유체 분배를 위한 무공기 펌프 컨테이너.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 챔버의 실질적으로 균일한 상기 수직 단면 형상은 실질적으로 다각형, 바람직하게는 사각형이며, 상기 다각형의 코너들은 적어도 일부분이 곡면인 유체 분배를 위한 무공기 펌프 컨테이너.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제2 챔버는 외기(外氣, ambient air)와 유체 접촉(in fluid contact with)하는 유체 분배를 위한 무공기 펌프 컨테이너.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 피스톤은 제2 멀티-로브 링 실이 배치된 제2 채널을 더 포함하며, 상기 피스톤은 윤활유가 수용된 제3 채널을 바람직하게 더 포함하는 유체 분배를 위한 무공기 펌프 컨테이너.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 멀티-로브 링 실의 밸리에는 윤활유가 수용되며, 상기 윤활유는 바람직하게는 오일, 크림, 및 상기 유체를 구비한 그룹 중 적어도 어느 하나를 구비하는 유체 분배를 위한 무공기 펌프 컨테이너.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 피스톤은 상기 방출 밸브의 작동에 의해 발생된 부압(negative pressure)에 의해 적어도 일부분이 구동되는 유체 분배를 위한 무공기 펌프 컨테이너.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 유체는 화장품(cosmetic product)과 같은 액체인 유체 분배를 위한 무공기 펌프 컨테이너.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 피스톤은 페이스 표면(face surface) 및 바닥면을 더 포함하며, 상기 페이스 표면은 상기 피스톤이 상기 방출 밸브에 접근할 때 상기 방출 밸브를 수용하는 포켓(pocket)을 구비하며, 상기 포켓은 바람직하게는 상기 피스톤의 바닥면을 넘어 연장하는 유체 분배를 위한 무공기 펌프 컨테이너.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 멀티-로브 링 실은 상기 채널 내에서 원위치(in-situ)에 형성되거나 상기 피스톤과 별도로 형성되어 상기 채널 내에 배치되는 유체 분배를 위한 무공기 펌프 컨테이너.
10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 멀티-로브 링 실은 2, 3, 4 또는 5개의 로브(lobe)들을 구비하는 유체 분배를 위한 무공기 펌프 컨테이너.
11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 멀티-로브 링 실은 3개, 5개 및 7개의 로브들로부터 선택된 홀수의 로브들을 구비하는 유체 분배를 위한 무공기 펌프 컨테이너.
12. 챔버의 수직 단면에 대응하는 형상의 피스톤을 제공하는 단계;
    밸리를 구비하는 멀티-로브 링 실을 수용하도록 구성되는 상기 피스톤 내에 채널을 제공하는 단계;
    상기 피스톤 내에서 상기 채널 내에 상기 멀티-로브 링 실을 배치하는 단계; 및
    상기 챔버에 상기 피스톤을 배치하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 밸리는 밸리의 중앙 길이 방향을 따라 형성된 가름 선을 포함하며, 상기 가름 선은 밀봉 표면으로부터 이격되게 로브들 사이에 위치하며,
    상기 피스톤과, 상기 챔버의 높이를 따라서 실질적으로 균일한 비원형 수직 단면을 갖는 무공기 펌프 내 상기 챔버의 내부(interior) 사이 공간을 밀봉하는 방법.
13. 제12항에 있어서,
    상기 챔버의 수직 단면은 실질적으로 다각형, 바람직하게는 사각형이며, 상기 다각형의 코너들은 적어도 일부분이 곡면인 밀봉하는 방법.
14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    엑스-링 실(X-ring seal)의 밸리에 윤활유를 제공하는 단계를 더 포함하는 밀봉하는 방법.
15. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 멀티-로브 링 실은 상기 채널 내에서 원위치(in-situ)에 형성되거나 상기 피스톤과 별도로 형성되어 상기 채널 내에 배치되는 밀봉하는 방법.
16. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 멀티-로브 링 실은 2, 3, 4 또는 5개의 로브들을 구비하는 밀봉하는 방법.
17. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 멀티-로브 링 실은 3개, 5개 및 7개의 로브들로부터 선택된 홀수의 로브들을 구비하는 밀봉하는 방법.
18. 높이를 따라서 실질적으로 균일한 비원형 수직 단면을 갖는 내부를 갖는 챔버, 상기 챔버의 수직 단면과 대응하는 형상을 갖는 피스톤, 밸리를 구비하는 멀티-로브 링 실을 수용하도록 구성되는 피스톤 내 채널을 구비하는 무공기 펌프를 제공하는 단계;
    상기 피스톤 내에서 상기 채널 내에 상기 멀티-로브 링 실을 배치하는 단계; 및
    상기 챔버에 상기 피스톤을 배치하는 단계;
    명령 시 상기 제1 챔버의 유체 내용물을 방출하기 위하여 상기 제1 챔버와 유체 내통하는 방출 밸브를 제공하는 단계; 및
    상기 유체를 배출하기 위해 상기 방출 밸브를 작동시키는 단계;
    를 포함하고,
    상기 밸리는 밸리의 중앙 길이 방향을 따라 형성된 가름 선을 포함하며, 상기 가름 선은 밀봉 표면으로부터 이격되게 로브들 사이에 위치하는, 유체 분배 방법.
19. 제18항에 있어서,
    상기 멀티-로브 링 실의 상기 밸리에 윤활유를 제공하는 단계를 더 포함하며,
    상기 윤활유는 오일, 크림, 및 상기 유체를 구비한 그룹으로부터 선택되는 유체 분배 방법.
20. 제18항 또는 제19항에 있어서,
    상기 멀티-로브 링 실은 상기 채널 내에서 원위치(in-situ)에 형성되거나 상기 피스톤과 별도로 형성되어 상기 채널 내에 배치되는 유체 분배 방법.
21. 제18항 또는 제19항에 있어서,
    상기 멀티-로브 링 실은 2, 3, 4 또는 5개의 로브들을 구비하는 유체 분배 방법.
22. 제18항 또는 제19항에 있어서,
    상기 멀티-로브 링 실은 3개, 5개 및 7개의 로브들로부터 선택된 홀수의 로브들을 구비하는 유체 분배 방법.

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