KR102353378B1

KR102353378B1 - 친환경 디스펜스 펌프 장치

Info

Publication number: KR102353378B1
Application number: KR1020210065940A
Authority: KR
Inventors: 김용범
Original assignee: 김용범
Priority date: 2021-05-24
Filing date: 2021-05-24
Publication date: 2022-01-18

Abstract

본 발명은 액체를 포함하는 용기에 결합되고, 노즐을 포함하며 상기 노즐을 가압하여 내용물이 외부로 토출되는 가압위치와 상기 노즐을 가압해제하여 내용물이 외부로 토출되지 않는 가압해제위치 사이를 이동 가능하게 마련된 디스펜스 펌프 장치에 관한 것으로, 상기 용기의 개구부에 결합되어 상기 노즐을 상기 가압위치와 상기 가압해제위치로 이동 가능하게 지지하는 캡과; 일측은 상기 캡에 지지된 스프링지지부에 지지되며 타측은 상기 노즐과 이동 가능하게 상기 노즐에 결합된 제1피스톤에 지지되어 상기 캡 또는 상기 스프링지지부에 대하여 상기 노즐 및 상기 제1피스톤을 상기 가압해제위치로 탄성 가압하는 스프링;을 포함하되, 상기 스프링은 합성수지 재질을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에, 본 발명에 따르면, 펌프 장치의 구성 부품에서 스프링과 같은 금속 재질을 배제하고 금속 재질의 스프링 등을 재활용이 가능하며, 펌프 장치 내부에 수용한 액체를 토출 및 흡입하는 과정에서 토출 및 흡입하는 고정 사이에 펌프 장치 내부에서 액체가 이동하여 토출구에서 액체의 흘러내림과 급격한 토출 등을 예방할 수 있다.

Description

친환경 디스펜스 펌프 장치 {Eco-friendly Dispenser Pump Device}

본 발명은 친환경 디스펜스 펌프 장치에 관한 것으로, 구체적으로, 종래 디스펜스 펌프 장치에서 주로 스테인레스재질로 된 스프링이 사용되던 구성을 친환경용 합성수지 재질로 구조를 변경하고 펌프 장치의 수용물인 액체를 토출 및 흡입하는 과정에서 흘러내리는 현상을 예방할 수 있는 친환경 디스펜스 펌프 장치에 관한 것이다.

일반적으로 펌프 장치는 헤어스타일을 위한 무스, 세안용 크림, 액체비누, 주방용 세제, 염색제 등에 널리 사용되며, 액상의 내용물에 적절한 양으로 배출시키기 위해 사용되고 있다.

이러한 펌프 장치는 통상적으로 일회용으로 대부분 사용되고 사용된 후 폐기물로 처리된다.

이러한 폐기물은 연간으로 계산하면 엄청난 량이 되고 소각되거나 매립되는 비용도 만만치 않는 것이 현실이다.

그리고 이러한 펌프 장치를 폐합성수지로 재활용하는 경우에도 펌프 장치 내부에 합성수지 재질이 아닌 스테인레스 재질을 포함하는 금속으로 된 스프링과 같은 재질을 포함하여 재활용시에 이러한 재질을 별도로 분류를 해야하는 불편함도 있다.

이에 펌프 장치의 재질을 가능하면 재활용 등이 가능한 합성수지 재질로 하는 것이 바람직하다.

[참고문헌]

등록특허공보 제10-1125511호 (2012.03.21. 공고)

등록특허공보 제10-1660678호 (2016.09.29. 공고)

본 발명의 목적은, 펌프 장치의 구성 부품에서 스프링과 같은 금속 재질을 배제하고 금속 재질의 스프링 등을 재활용이 가능한 합성수지재질로 대체할 수 있는 친환경 디스펜스 펌프 장치을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 부품 수를 감소시킬 수 있는 친환경 디스펜스 펌프 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 펌프 장치 내부에 수용한 액체를 토출 및 흡입하는 과정에서 토출 및 흡입하는 고정 사이에 펌프 장치 내부에서 액체가 이동하여 토출구에서 액체의 흘러내림과 급격한 토출 등을 예방할 수 있는 친환경 디스펜스 펌프 장치를 제공하는 것이다.

그리고, 본 발명이 해결하고자 하는 다양한 과제들은 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 목적은, 액체를 포함하는 용기에 결합되고, 노즐을 포함하며 상기 노즐을 가압하여 내용물이 외부로 토출되는 가압위치와 상기 노즐을 가압해제하여 내용물이 외부로 토출되지 않는 가압해제위치 사이를 이동 가능하게 마련된 디스펜스 펌프 장치에 있어서, 상기 용기의 개구부에 결합되어 상기 노즐을 상기 가압위치와 상기 가압해제위치로 이동 가능하게 지지하는 캡과; 일측은 상기 캡에 지지된 스프링지지부에 지지되며 타측은 상기 노즐과 이동 가능하게 상기 노즐에 결합된 제1피스톤에 지지되어 상기 캡 또는 상기 스프링지지부에 대하여 상기 노즐 및 상기 제1피스톤을 상기 가압해제위치로 탄성 가압하는 스프링;을 포함하되, 상기 스프링은 합성수지 재질을 포함하는 것을 특징으로 하는 펌프 장치에 의해서 달성된다.

또한, 상기 스프링은 상기 제1피스톤의 상하로 형성된 원통형 공간인 스프링결합공간에 결합되어 탄성 변형 가능하게 상기 노즐 또는 상기 제1피스톤의 상하 이동 방향의 중심축선에 대하여 한 쌍의 나선이 이중 나선 구조로 이루어진 것이 바람직하다.

또한, 상기 각 나선 구조는 상기 중심축선을 따라 상하 방향으로 나선의 방향이 변하는 산과 골을 설정된 피치로 순차적으로 구비하고, 상기 스프링은 상기 중심축선의 가로 방향으로 한 쌍의 나선 중에서 상기 골 또는 상기 산을 설정된 피치로 연결하는 링 형상의 스프링지지링을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 스프링지지부와 상기 제1피스톤과 접촉된 영역의 상기 설정된 피치는 동일하고 상기 스프링지지부와 상기 제1피스톤과 접촉되지 않은 영역의 상기 설정된 피치는 상기 스프링지지부와 상기 제1피스톤과 접촉된 영역의 설정된 피치보다 큰 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 목적은, 액체를 포함하는 수용물을 수용하는 용기에 결합되고, 노즐을 포함하며 상기 노즐을 가압하여 내용물이 외부로 토출되는 가압위치와 상기 노즐을 가압해제하여 내용물이 외부로 토출되지 않는 가압해제위치 사이를 이동 가능하게 마련된 디스펜스 펌프 장치에 있어서, 상기 용기의 개구부에 결합되어 상기 노즐을 상기 가압위치와 상기 가압해제위치로 이동 가능하게 지지하는 캡과; 일측은 상기 캡의 일측에 지지된 스프링지지부에 지지되며 타측은 상기 노즐과 이동 가능하게 상기 노즐에 결합된 제1피스톤에 지지되어 상기 캡 또는 상기 스프링지지부에 대하여 상기 노즐 및 상기 제1피스톤을 상기 가압해제위치로 탄성 가압하는 스프링과; 상기 제1피스톤과 하측으로 결합된 제2피스톤과 상기 캡의 타측에 결합되어 상기 용기로부터 흡입된 액체를 수용하는 실린더와; 일측은 상기 제2피스톤에 슬라이딩 이동하고 타측은 상기 실린더에 슬라이딩 가능하게 상기 제2피스톤과 상기 실린더 사이에 결합된 피스톤링과; 상기 노즐, 제1피스톤 및 제2피스톤이 상기 캡 및 상기 실린더에 대하여 사용자의 가압력과 상기 스프링의 탄성복원력에 의하여 상승 및 하강을 하는 과정에서 상기 실린더의 하측에 개방된 튜브결합부재를 개폐 가능하게 상기 실린더에 결합된 체크밸브;를 포함하되, 상기 노즐이 상승 및 하강하는 과정에서 상기 노즐로부터 액체가 토출되는 과정과 상기 용기로부터 액체가 상기 실린더로 흡입되는 과정 사이에 상기 노즐, 상기 제1피스톤, 상기 제2피스톤, 상기 피스톤링 및 상기 실린더 사이에서만 액체가 이동하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 펌프 장치에 의해서도 달성된다.

또한, 상기 노즐이 상승 또는 하강하는 스트로크 사이에 상기 피스톤링의 외측에는 상기 실린더의 내주면에 접촉된 마찰력에 의하여 상하로 이동하지 않도록 링외측실링부재가 포함되고 상기 피스톤링의 내측에는 상기 제2피스톤의 외주면이 슬라이딩 이동 가능하게 링내측실링부재가 포함된 것이 바람직하다.

또한, 상기 제2피스톤에는 상기 피스톤링의 내측 하방으로 연장된 링하스커트와 맞물리는 링스커트홈이 형성되어 있고 링스커트홈과 인접되어 상기 실린더에서 상기 피스톤의 내측 유로로 액체가 흐르도록 관통 형성된 제2관통홀이 형성되어 있으며 상기 링하스커트가 상기 링스커트홈과 맞물리는 경우 상기 제2관통홀이 폐쇄되며, 상기 노즐이 상승 또는 하강하는 과정에서 상기 링하스커트가 상기 링스커트홈과 맞물리도록 상기 제1피스톤의 하단부가 상기 링내측실링부재와 접촉하는 것이 바람직하다.

이에, 본 발명에 따르면, 펌프 장치의 구성 부품에서 스프링과 같은 금속 재질을 배제하고 금속 재질의 스프링 등을 재활용이 가능한 합성수지재질로 대체할 수 있는 친환경 디스펜스 펌프 장치를 제공할 수 있다.

또한, 부품 수를 감소시킬 수 있는 친환경 디스펜스 펌프 장치를 제공할 수 있다.

또한, 펌프 장치 내부에 수용한 액체를 토출 및 흡입하는 과정에서 토출 및 흡입하는 고정 사이에 펌프 장치 내부에서 액체가 이동하여 토출구에서 액체의 흘러내림과 급격한 토출 등을 예방할 수 있는 친환경 디스펜스 펌프 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 디스펜스 펌프 장치의 분해 단면도,
도 2는 펌프 장치의 단면도,
도 3은 스프링의 사시도 및 평면도,
도 4는 체크밸크의 부분단면도 및 평면도,
도 5a 내지 도 5d는 펌프 장치의 작옹 과정을 설명하기 위한 단면도,
도 6a 및 도 6b는 펌프 장치의 토출과 흡입 과정 사이의 과정을 설명하기 위한 단면도 및 도표이다.

본 발명의 실시예에 따른 다단계 토출량 조절 가능한 디스펜스 펌프 장치(이하에서 간략하게 ‘펌프 장치’라고 부른다. 100)를 도 1 내지 도 6b를 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 디스펜스 펌프 장치의 분해 단면도이며, 도 2는 펌프 장치의 단면도이고, 도 3은 스프링의 사시도 및 평면도이며, 도 4는 체크밸크의 부분단면도 및 평면도이고, 도 5a 내지 도 5d는 펌프 장치의 작옹 과정을 설명하기 위한 단면도이며, 도 6a 및 도 6b는 펌프 장치의 토출과 흡입 과정 사이의 과정을 설명하기 위한 단면도 및 도표이다.

본 발명을 보다 상세하게 설명하기에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시

예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.

또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하에서 설명의 편의를 위하여 도 2에 도시된 바와 같은 상태에서 펌프 장치(100)에서 노즐부(110)가 위치한 부분을 상측, 고정가이드부(1400)에 결합된 용기(10)에 수용된 내용물이 수용되어 있는 바닥 부분(미도시)을 하측이라고 한다.

본 발명에 따른 펌프 장치(1000)는, 액체를 포함하는 용기(10)에 결합되고 노즐(1100)을 포함하며 상기 노즐(1100)을 가압하여 내용물이 외부로 토출되는 가압위치(도 5b 참조)와 상기 노즐을 가압해제하여 내용물이 외부로 토출되지 않는 가압해제위치(도 2 및 도 5d 참조) 사이를 이동 가능하게 마련되며, 상기 용기(10)의 개구부에 결합되어 상기 노즐(1100)을 상기 가압위치와 상기 가압해제위치로 이동 가능하게 지지하는 캡(1400)과; 일측은 상기 캡(1400)에 지지된 스프링지지부(1450)에 지지되며 타측은 상기 노즐(1100)과 이동 가능하게 상기 노즐(1100)에 결합된 제1피스톤(1200)에 지지되어 상기 캡(1400) 또는 상기 스프링지지부(1450)에 대하여 상기 노즐(1100) 및 상기 제1피스톤(1200)을 상기 가압해제위치로 탄성 가압하는 스프링(1300);을 포함하되, 상기 스프링(1300)은 합성수지 재질을 포함하는 것이 바람직하다.

용기(10)는 화장품, 살균제 등의 액체를 수용하는 용기로 합성수지 재질로 되어 있으며 개구부는 원통형으로 되어 캡(1400)의 용기결합공간(1440)에 결합되어 지지된다.

이하에서 본 발명에 따른 모든 구성은 합성수지를 포함하는 플라스틱 재질로 이루어진 것이 바람직하다. 합성수지 재질은 PP, PE 또는 PP-PBT 혼합 수지거나 PBT를 포함하는 것이 바람직하다.

노즐(1100)은 펌프 장치(1000)의 상측에 위치하고 용기(10) 내부의 수용물을 흡입튜브(1900) - 실린더(1700) - 제2피스톤(1500)의 제1관통공(1545) - 피스톤링(1600) - 제2피스톤(1500)의 제2관통공(1547) - 제1피스톤(1200)을 통해 토출구(1120)로 액체를 배출시키는 기능을 한다.

이러한 노즐(1100)은 사용자의 가압과 가압 해제에 의하여 가압위치와 가압해제위치 사이를 왕복 이동하고 제1피스톤(1200) 및 제2피스톤(1500)과 결합되어 동일한 스트로크로 상하 이동을 할 수 있다.

노즐(1100)은 노즐본체(1110)와, 노즐본체(1110)에 관통 형성되어 수용물이 외부로 배출되는 토출구(1120)와, 노즐본체(1110)의 중심축선(도 1 및 도 2의 'O' 참조)으로 하부가 개방되어 수용물이 이동되는 통로가 될 수 있도록 설정된 두께의 원통 형상의 노즐제1스커트(1130)와, 하부가 개방되고 노즐제1스커트(1130)와 점점 외측으로 이격되어 설정된 두께의 원통 형상을 갖는 노즐제2스커트(1140) 및 노즐제3스커트(1150)를 구비하고 있다.

노즐제1스커트(1130)의 외주면에는 노즐(1100)과 제1피스톤(1200)이 상호 회전 운동이 되지 않도록 마련된 제1피스톤(1200)의 피스톤고정돌기(1133)와 맞물리는 노즐고정돌기(1233)가 돌출되어 있다. 노즐제1스커트(1130)의 내주면에는 제1피스톤제1스커트(1220)의 상부 외주면에 돌출 형성된 노즐물림부재(1250)와 맞물려 결합되는 제1피스톤걸림부재(1160)가 함몰 형성되어 있다.

노즐제1스커트(1130)와 노즐제2스커트(1140) 사이의 공간은 제1피스톤(1200)의 제1피스톤제1스커트(1220)가 결합되는 제1피스톤결합공간(1170)이며, 노즐제2스커트(1140)와 노즐제3스커트(1150) 사이의 공간은 캡(1400)의 캡본체(1410)가 위치하는 캡결합공간(1180)이다.

제1피스톤(1200)은 상측으로는 노즐(1100)과 결합되고 하측으로는 제2피스톤(1500)과 결합되며 좌우측에는 스프링(1300)과 결합되어 캡(1400)에 대하여 노즐(1100) 및 제2피스톤(1500)과 함께 사용자의 가압력과 스프링(1300)의 탄성복귀력에 의하여 중심축선에 대하여 상하로 이동한다.

제1피스톤(1200)은 내측에 상하로 개구되어 수용물의 통로가 되도록 설정된 두께를 갖는 원통 형상의 제1피스톤제1스커트(1220)와, 제1피스톤제1스커트(1220)에 대하여 외측으로 이격된 원통 형상의 제1피스톤제2스커트(1230)를 구비하고 제1피스톤제1스커트(1220)와 제1피스톤제2스커트(1230)를 연결하고 노즐제1스커트(1130)3 하단부와 상면이 맞닿는 제1피스톤리브(1240)를 구비하고 있다.

제1피스톤제1스커트(1220)와 제1피스톤제2스커트(1230) 및 제1피스톤리브(1240)가 형성하는 상측 공간은 노즐제1스커트결합공간(1280)이다.

제1피스톤제1스커트(1220)와 제1피스톤제2스커트(1230) 및 제1피스톤리브(1240)가 형성하는 상측 공간은 스프링결합공간(1270)이다. 스프링결합공간(1270)에서 스프링(1300)이 수축되어 내경 및/또는 외경이 내측이나 외측으로 이동하더라도 스프링결합공간(1270) 사이에서 변형이 제한되어 스프링(1300)이 수축되는 과정에서 내경이나 외경의 변형을 최소화하여 스프링(1300)의 탄성복원력을 안정적으로 유지할 수 있다.

스프링(1300)은 제1피스톤(1200)의 상하로 형성된 원통형 공간인 스프링결합공간(1270)에 결합되어 탄성 변형 가능하게 상기 노즐(1100) 또는 상기 제1피스톤(1200)의 상하 이동 방향의 중심축선('O' 참조, 이하 동일함)에 대하여 한 쌍의 나선이 이중 나선 구조로 이루어진 것이 바람직하다. 이러한 이중 나선 구조는 DNA 구조와 같이 역평행 구조를 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 나선 구조에서 하측으로 다음의 한 쌍의 나선 구조는 앞에서 설명한 한 쌍의 나선 구조의 반대방향이다.

즉, 스프링(1300)은, 도 1, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 나선 구조에서 최상측 전방에 우측 아래로 경사진 1/2 나선형 구조가 배치되면 중심축선에 대하여 180도 방향 후방에 좌측 아래로 경사진 1/2 나선형 구조가 배치되는 역평행 구조로 이루어진 나선형 구조인 것이 바람직하다. 다음의 한 쌍의 나선 구조는 전방에 좌측 아래로 경사진 1/2 나선형 구조가 배치되고 후방에 우측 아래로 경사진 1/2 나선형 구조가 배치된다.

스프링(1300)에서 상기 각 나선 구조는 상기 중심축선을 따라 상하 방향으로 나선의 방향이 변하는 산(1350)과 골(1340)을 설정된 피치(도 3의 'H1' 및 'H2' 참조)로 순차적으로 구비하고, 상기 스프링(1300)은 상기 중심축선의 가로 방향으로 한 쌍의 나선 중에서 상기 골(1340) 또는 상기 산(1350)을 설정된 피치로 연결하는 링 형상의 스프링지지링(1310)을 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 스프링지지링(1310)에 의하여 나선형 구조가 보다 탄성 변형되는 과정에서 내경 및 외경으로 변형되는 것을 적게 하고 길이방향을 따라 변형되는 것도 예방할 수 있다.

여기서 스프링지지부(1450)와 제1피스톤(1200)과 접촉된 영역의 상기 설정된 피치(도 3의 'H1' 참조)는 동일(참조번호 '1320'(상하스프링부재) 참조)하고 스프링지지부(1450)와 제1피스톤(1200)과 접촉되지 않은 영역의 설정된 피치(도 3의 'H2' 참조, 참조번호 '1330'(중간스프링부재) 참조)는 스프링지지부(1450)와 제1피스톤(1200)과 접촉된 영역의 설정된 피치(도 3의 'H1' 참조)보다 큰 것이 바람직하다. 이러한 구조에 의하여 스프링(1300)은 가압되는 외력에 의하여 매우 효과적으로 수축하면서 원래 상태로 안정적으로 되돌아 올 수 있다.

스프링(1300)은 종래의 금속 재질이 아니라 플라스틱인 PP(polypropylene) 또는 PBT(polybutylene terephthalate) 재질로 이루어진 것이 바람직하다.

캡(1400)은 용기(10)의 개구부(미도시)에 결합되어 펌프 장치(1000)의 구성을 용기(10)에 대하여 이동 가능하게 지지할 수 있다. 용기(10)에 이동되지 않도록 결합되는 것은 캡(1400)과 실린더(1700)이고 그 이외의 구성인 노즐(1100), 제1피스톤(1200), 제2피스톤(1500), 피스톤링(1600)은 용기(10)나 캡(1400)에 대하여 상하로 이동한다. 그리고 스프링(1300)은 앞에서 언급한 바와 같이 수축과 탄성복원을 반복한다.

캡(1400)은 캡본체(1410)의 상측 개구를 가져 노즐제1스커트(1130) 및 노즐제2스커트(1140)가 수용되어 이동 할 수 있는 링 타입의 원통 형상은 노즐(1100)의 캡결합공간(1180)에 위치하며, 하측 외측으로 연장된 링 타입 원통 형상 내측에는 암나사를 포함하는 용기결합나사(1430)가 형성되어 용기(10)의 숫나사를 포함하는 용기나사와 맞물려 용기(10)와 캡(1400)을 고정 가능하게 결합시킬 수 있다.

전체적으로 오목한 U자 형상을 가지며 제1피스톤(1200)이 이동할 수 있도록 관통 형성된 피스톤관통공(1470)과, 피스톤관통공(1470) 주위로 판면으로 형성되어 스프링(1300)의 하측 단부를 지지하는 스프링지지면(1460)이 구비된 스프링지지부(1450)가 캡본체(1410)의 중앙 영역에 캡본체(1410)와 스프링지지부결합부재(1420)에 의하여 결합되어 있다. 이러한 스프링지지부(1450)의 구조에 의하여 스프링지지부(1450)는 중심축선을 따라 상하로 이동하는 스프링(1300)의 하단부를 고정 가능하게 지지하여 스프링(1300)의 탄성본원력을 형성시킬 수 있다.

제2피스톤(1500)은 상하방향으로 대체적으로 원통 형상을 가지는 상측의 상원통부재(1520)와 상원통부재(1520)로부터 하측으로 연장된 하원통부재(1530)로 이루어진 제2피스톤본체(1510)를 구비한다. 제2피스톤본체(1510) 상부의 원주상 판면 외측에 형성된 제1피스톤걸림부재(1160)에 의하여 제1피스톤(1200)과 결합된다.

상원통부재(1520)에서 제1피스톤걸림부재(1160)의 하측 외부에는 피스톤링(1600)의 링내측실링부재(1630)와 맞닿는 내실링안내부재(1543)가 구비되어 있고 내실링안내부재(1543) 하측에는 실린더(1700)의 하측에 수용된 수용물이 노즐(1100)측으로 이동할 수 있도록 상원통부재(1520)를 관통 형성된 복수의 제2관통공(1547)이 구비되어 있다.

상원통부재(1520)의 하측에 연결된 하원통부재(1530)에는 외측으로 제2피스톤날개(1550)가 구비되어 있고 제2피스톤날개(1550)의 판면에는 실린더(1700) 하측에 수용된 수용물이 제2관통공(1547)으로 이동하여 흐를 수 있도록 복수의 제1관통공(1545)이 관통 형성되어 있고 제2관통공(1547)와 실린더(1700) 하측이 관통되지 않도록 하원통부재(1530)에 제2피스톤리브(1560)에 의하여 원통 형상을 가로지르는 횡방향으로 막혀 있다.

하원통부재(1530)의 외측에는 피스톤링(1600)의 링하스커트(1640) 하측 단부가 맞물려 제1관통공(1545)에서 제2관통공(1547)으로의 유로를 차단할 수 있도록 링스커트홈(1549)이 함몰 형성되어 있다.

피스톤링(1600)은 제2피스톤(1500)의 제2피스톤본체(1510)의 중앙 영역 외측에 결합되고, 외측은 실린더(1700)의 내측인 피스톤링안내부재(1740)와 접촉하면서 제1피스톤(1200) 및 제2피스톤(1500)을 따라 상하로 이동한다.

피스톤링(1600)은 링본체(1610)와, 링본체(1610)에서 내측 상방향으로 절곡 연장되어 내실링안내부재(1543)와 슬라이딩 이동 가능한 링내측실링부재(1630)와, 제2피스톤(1500)의 링스커트홈(1549)과 맞물리는 링하스커트(1640)와, 외측에 구비되어 실린더(1700)의 피스톤링안내부재(1740)에 밀착되어 상하로 이동할 수 있는 링외측실링부재(1620)를 구비하고 있다.

이러한 피스톤링(1600)은 후술하는 바와 같이 실린더(1700) 하측 공간을 실링하고 실링을 해제하는 기능을 할 수 있다.

그리고 피스톤링(1600)에서 링외측실링부재(1620)와 실린더(1700)의 피스톤링안내부재(1740) 사이의 마찰력이 링내측실링부재(1630)와 제2피스톤(1500)의 내실링안내부재(1543) 사이의 마찰력이 큰 것이 바람직하다. 이에, 후술하는 바와 같이 하강시 스트로크 'S1' 거리를 이동하는 과정과 상승시 스트로크 'S1`' 거리를 이동하는 과정에서 피스톤링(1600)은 제2피스톤(1500)이 상승 내지 하강하더라도 제2피스톤(1500)을 따라 하강이나 상승을 하지 않을 수 있다.

실린더(1700)는 캡(1400)과 용기(10) 사이에 결합되고 U자 형이 내부 공간에 펌프 장치(1000)의 구성과 용기(10)에 수용된 수용물을 흡입튜브(1900)로 흡입하여 수용한다.

실린더(1700) 상측에 링 형상의 판재로 되어 캡(1400)의 용기결합공간(1440)에 용기(10)의 상측 개구부(미도시)에 의하여 결합되는 실린더상판재(1720)가 구비되어 있고 하측으로 다소 큰 U자형 원통 형상의 실린더본체(1710)가 마련되어 있다.

실린더(1700)는 하측으로 갈수록 점점 내경이 좁아지는 구조를 가지며 하측 내주면에 체크밸브(1800)가 결합되는 밸브본체걸림부재(1770)와 밸브시트안착부재(1780)가 구비되어 있으며 밸브시트안착부재(1780)의 중앙 영역에는 관통되어 연장되어 흡입튜브(1900)가 결합되는 튜브결합부재(1790)가 구비되어 있다.

실린더상판재(1720)와 용기(10)의 상단부 사이에는 용기(10) 내부의 수용물이 외부로 유출되지 않도록 실링하는 패킹부재(1760)가 결합된다.

그리고 실린더(1700)의 상부 실린더본체(1710)에는 용기(10) 내부와 관통 형성된 진공파기홀(1750)이 구비되어 피스톤링(1600)의 상측과 하측의 압력이 같아지도록 할 수 있다.

체크밸브(1800)는 노즐(1100), 제1피스톤(1200), 제2피스톤(1500). 피스톤링(1600)이 상승 및 하강하는 과정에서 튜브결합부재(1790)에 형성된 유로를 개폐시키면서 용기(10) 내부의 내용물 내지 수용물을 실린더(1700)로 이동시킨다.

체크밸브(1800)는, 외측에 밸브본체걸림부재(1770)에 결합되는 링 형상의 밸브본체(1810)와, 튜브결합부재(1790)의 유로를 개폐하도록 원반 형상으로 구비되어 하측에 밸브판시트부재(1840)를 구비한 밸브판(1830)과, 밸브본체(1810)에 밸브판(1830)을 탄성 변형 가능하게 지지하는 밸브스프링(1820)을 구비하고 있다. 이러한 체크밸브(1800)도 합성수지로 PE로 이루어진 것이 바람직하다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 펌프 장치(1000)의 작동 과정을 도 5a 내지 도 6b를 참조하여 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

설명의 편의상 펌프 장치(1000)를 처음 작동하는 것이 아니라 작동을 하여 노즐(1100), 제1피스톤(1200) 및 제2피스톤(1500)의 제2관통공(1547) 까지의 액체가 채워진 공간(도 5a 내지 도 6a의 "A 공간" 참조)과 피스톤링(1600) 하측, 제2피스톤(1500) 하측과 제1관통공(1545) 및 실린더(1700)의 하측까지 액체가 채워진 공간(도 5a 내지 도 6a의 "B 공간" 참조) 및 흡입튜브(1900)에도 액체가 채워져 있다고 가정한다. 그리고, 캡(1400)의 외주면과 실린더(1700)의 상측 내주면 및 피스톤링(1600) 또는/및 제2피스톤(1500) 사이의 공간은 공기가 존재하는 공간으로 도 6a 등에서와 같이 "C 공간"이라고 한다.

먼저 도 2의 상태에서 도 5a와 같은 상태로 사용자가 노즐(1100)을 가압하면 스프링(1300)은 좌측의 P1 위치에서 P2 위치의 거리(도 5a의 'S1' 참조)만큼 탄성변형되어 줄어든다.

즉, 노즐(1100), 제1피스톤(1200), 제2피스톤(1500)의 제2관통공(1547)까지의 액체는 부피가 동일하다.

그리고 하측의 B 공간의 액체의 부피도 동일하다. 왜냐하면, 노즐(1100) 등이 하강하면서 B공간이 줄어드는 것 같으나 도 5a에서 알 수 있는 바와 같이 실린더(1700)의 하측 내주면인 피스톤링안내부재(1740)에 링외측실링부재(1620)가 밀착되어 피스톤링(1600)은 이동하지 않고 제2피스톤(1500)만 스트로크 'S1'만큼 이동하기 때문에 전체적인 B 공간의 크기(체적)은 동일하다. 즉 이 거리만큼 제1피스톤(1200)의 하측단부가 피스톤링(1600)의 링내측실링부재(1630) 사이가 상하로 이격되어 있다(도 2의 부분확대도 참조).

즉, 스트로크 S1만큼 제2피스톤(1500)은 하측으로 스트로크 'S1'만큼 이동하더라도 피스톤링(1600)은 실린더(1700)의 내주면과의 마찰력에 의하여 원래의 위치를 그대로 유지하고 있기 때문이다.

여기서 도 6a에 도시된 바와 같이 공기가 차지하는 C 공간도 피스톤링(1600)의 이동이 없기 때문에 동일한 부피를 유지한다.

이와 같이 도 5a에서와 같은 위치에서는 제1피스톤제1스커트(1220)의 하단부와 피스톤링(1600)의 링내측실링부재(1630)의 상단부가 상호 접촉하여 맞닿게 된다.

다음, 사용자가 노즐(1100)을 더 가압하여 도 5b와 같은 위치에서 스프링(1300)은 좌측의 P2 위치에서 P3 위치의 거리(도 5a의 'S1`' 참조)만큼 탄성변형되어 줄어든다.

노즐(1100), 제1피스톤(1200), 제2피스톤(1500)의 제2관통공(1547)까지의 액체는 부피를 형성하는 'A 공간'의 체적은 동일하다.

그러나 하측의 B 공간의 액체의 부피는 줄어든다. 왜냐하면, 노즐(1100) 등이 하강하면서 도 5b에서 알 수 있는 바와 같이 피스톤링(1600)의 링내측실링부재(1630)를 제1피스톤(1200)의 제1피스톤본체(1210) 하단부와 접촉하여 거리 'S1`'만큼 하측으로 이동시키기 때문에 피스톤링(1600) 하측, 제2피스톤(1500)의 하측과 제1관통공(1545) 및 실린더 하측 공간의 부피가 줄어들고 이 줄어든 부피만큼 액체가 가압되어 토출구(1120)를 통해 액체가 외부로 토출될 수 있다.

여기서 도 6a에 도시된 바와 같이 공기가 차지하는 C 공간도 피스톤링(1600)의 이동이 하측으로 이루어지지 때문에 증가하고 진공파기홀(1750)을 통해 용기(10) 내부의 공기가 C 공간으로 유입된다.

이러한 과정에서 도 5a, 도 5b, 도 6a 및 도 6b에서와 같이 체크밸브(1800)는 닫혀진 상태이다.

노즐(1100)등이 거리 'S1' 및 'S1`'를 합친 거리인 스트로크를 이동한 후 노즐(1100)의 노즐제2스커트(1140)의 최하단부와 캡(1400)의 스프링지지부(1450)최상단부가 접촉하여 더 이상 노즐(1100)은 하강을 하지 못한다.

사용자가 노즐(1100)의 가압을 서서히 해제하면 수축되었던 스프링(1300)의 탄성복원력에 의하여 스프링(1300)의 수축된 길이가 늘어나면서 노즐(1100), 제1피스톤(1200), 제2피스톤(1500)이 서서히 좌측의 P3 위치에서 P2 위치로 스트로크 S1`만큼 상측으로 이동한다.

이 과정에서, 노즐(1100), 제1피스톤(1200), 제2피스톤(1500)의 제2관통공(1547)까지의 액체는 부피를 가늠하는 A 공간의 크기는 동일하다.

그리고 하측의 B 공간의 액체의 부피도 동일하다. 왜냐하면, 노즐(1100) 등이 상승하면서 B 공간이 늘어나는 것 같으나 도 5c에서 알 수 있는 바와 같이 실린더(1700)의 하측 내주면인 피스톤링안내부재(1740)에 링외측실링부재(1620)가 밀착되어 피스톤링(1600)은 이동하지 않고 제2피스톤(1500)만 스트로크 'S1`'만큼 상측으로 이동하기 때문에 전체적인 B 공간의 크기(체적)은 동일하다. 즉 이 거리만큼 제1피스톤(1200)의 하측단부가 피스톤링(1600)의 링내측실링부재(1630) 사이가 상하로 이격되어 있다(도 2의 부분확대도 참조).

즉, 스트로크 S1`만큼 제2피스톤(1500)은 상측으로 스트로크 'S1'`만큼 이동하더라도 피스톤링(1600)은 도 5b와 같은 위치를 그대로 유지하고 있기 때문이다.

다만 피스톤링(1600)의 하측과 제1관통공(1545) 사이에 있던 액체는 실린더(1700)하측으로 이동하였다.

그리고, 공기가 차지하는 도 6b의 공간 C 공간도 5b의 C 공간과 동일하다.

이 과정에서는 체크밸브(1800)는 닫힌 상태이다.

도 5c에서는 피스톤링(1600)의 하측에 있는 링하스커트(1640)와 제2피스톤(1500)의 링스커트홈(1549)이 맞물려 제1관통공(1545)과 제2관통공(1547) 사이의 흐름을 차단한다.

다음 사용자가 노즐(1100)에 가합하는 힘을 완전하게 제거하면 도 5c에서 제2피스톤(1500)의 링스커트홈(1549)에 결합된 피스톤링(1600)의 링하스커트(1640)가 맞물려 있으므로 제2실린더(1700)가 상승(스트로크 'S1' 참조)하여 도 5d와 같은 상태가 되고 그 과정에서 피스톤링(1600)도 상승하게 되고 B 공간이 늘어나면서 진공이 발생하여 하측의 체크밸브(1800)가 열리면서 흡입튜브(1900)를 통해 액체가 실린더(1700) 하측 공간으로 흡입된다.

이 과정에서 C 공간은 부피가 작아지고 C 공간의 공기는 외부로 배출되거나 진공파기홀(1750)을 통해 용기(10) 내부로 유입되게 된다.

이러한 과정을 표로 설명 내지 요약한 것이 도 6b이고 각 공간인 A 공간, B 공간 및 C 공간을 도시한 것이 도 6a이다.

즉 노즐(1100)이 상승 및 하강하는 과정에서 노즐(1100)로부터 액체가 토출되는 과정과 용기(10)로부터 액체가 실린더(1700)로 흡입되는 과정 사이에 노즐(1100), 제1피스톤(1200), 제2피스톤(1500), 피스톤링(1600) 및 실린더(1700) 사이에서만 액체가 이동하는 과정을 포함한다.

노즐(1100)이 상승 또는 하강하는 스트로크 사이에 피스톤링(1600)의 외측에는 실린더(1700)의 내주면에 접촉된 마찰력에 의하여 상하로 이동하지 않도록 링외측실링부재(1620)가 포함되고 피스톤링(1600)의 내측에는 제2피스톤(1500)의 외주면이 슬라이딩 이동 가능하게 링내측실링부재(1630)가 포함된 것이 바람직하다.

제2피스톤(1500)에는 피스톤링(1600)의 내측 하방으로 연장된 링하스커트(1640)와 맞물리는 링스커트홈(1549)이 형성되어 있고 링스커트홈(1549)과 인접되어 실린더(1700)에서 제2피스톤(1500)의 내측 유로로 액체가 흐르도록 관통 형성된 제2관통공(1547)이 형성되어 있으며, 링하스커트(1640)가 링스커트홈(1549)과 맞물리는 경우 제2관통공(1547)이 폐쇄되며, 노즐(1100)이 상승 또는 하강하는 과정에서 링하스커트(1640)가 상기 링스커트홈(1549)과 맞물리도록 제1피스톤(1200)의 하단부가 링내측실링부재(1630)와 접촉하는 것이 바람직하다.

즉 이와 같이 도 5a 내지 도 5d의 과정을 반복(도 5b가 '가압위치'이고 도 5d가 '가압해제위치'이다)하면서 펌프 장치(1000)에서 액체를 흡입하고 토출하지만 흡입과 토출하는 과정이 바로 연결되지 않고 펌프 장치(1000) 내부에서 액체가 이동하는 과정을 거치므로 액체를 흡입하고 바로 토출함에 따른 액체의 관성 등으로 인해 발생할 수 있는 토출구에서의 액체의 흘러내림 흡입, 토출 등의 급격한 작동으로 인한 소음 등을 예방할 수 있다.

또한, 피스톤링(1600)의 단순한 마찰력을 이용함으로서 이와 같은 과정을 수행할 수 있어 부품의 수를 감소시킬 수 있다.

여기서, 본 발명의 일실시예들을 도시하여 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예들을 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.

1000 : 펌프 장치 10 : 용기
1100 : 노즐 1110 : 노즐본체
1120 : 토출구 1130 : 노즐제1스커트
1133 : 피스톤고정돌기 1140 : 노즐제2스커트
1150 : 노즐제3스커트 1160 : 제1피스톤걸림부재
1170 : 제1피스톤결합공간 1180 : 캡결합공간
1200 : 제1피스톤 1210 : 제1피스톤본체
1220 : 제1피스톤제1스커트 1230 : 제1피스톤제2스커트
1233 : 노즐고정돌기 1240 : 제1피스톤리브
1250 : 노즐물림부재 1260 : 제2피스톤물림부재
1270 : 스프링결합공간 1280 : 노즐제1스커트결합공간
1300 : 스프링 1310 : 스프링지지링
1320 : 상하스프링부재 1330 : 중간스프링부재
1340 : 골 1350 : 산
1400 : 캡 1410 : 캡본체
1420 : 스프링지지부결합부재 1430 : 용기결합나사
1440 : 용기개구부결합공간 1450 : 스프링지지부
1460 : 스프링지지면 1470 : 피스톤관통공
1500 : 제2피스톤 1510 : 제2피스톤본체
1520 : 상원통부재 1530 : 하원통부재
1541 : 제1피스톤걸림부재 1543 : 내실링안내부재
1545 : 제1관통공 1547 : 제2관통공
1549 : 링스커트홈 1550 : 제2피스톤날개
1560 : 제2피스톤리브
1600 : 피스톤링 1610 : 링본체
1620 : 링외측실링부재 1630 : 링내측실링부재
1640 : 링하스커트
1700 : 실린더 1710 : 실린더본체
1720 : 실린더상리브
1740 : 피스톤링안내부재 1750 : 진공파기홀
1760 : 패킹부재 1770 : 밸브본체걸림부재
1780 : 밸브시트안착부재 1790 : 튜브결합부재
1800 : 체크밸브 1810 : 체크본체
1820 : 밸브스프링 1830 : 체크판
1840 : 체크판안착그루브 1900 : 흡입튜브

Claims

액체를 포함하는 용기에 결합되고, 노즐을 포함하며 상기 노즐을 가압하여 내용물이 외부로 토출되는 가압위치와 상기 노즐을 가압해제하여 내용물이 외부로 토출되지 않는 가압해제위치 사이를 이동 가능하게 마련된 디스펜스 펌프 장치에 있어서,
상기 용기의 개구부에 결합되어 상기 노즐을 상기 가압위치와 상기 가압해제위치로 이동 가능하게 지지하는 캡과;
일측은 상기 캡에 지지된 스프링지지부에 지지되며 타측은 상기 노즐과 이동 가능하게 상기 노즐에 결합된 제1피스톤에 지지되어 상기 캡 또는 상기 스프링지지부에 대하여 상기 노즐 및 상기 제1피스톤을 상기 가압해제위치로 탄성 가압 가능하게 합성수지 재질을 포함하는 스프링;을 포함하되,
상기 스프링은 상기 제1피스톤의 상하로 형성된 원통형 공간인 스프링결합공간에 결합되어 탄성 변형 가능하게 상기 노즐 또는 상기 제1피스톤의 상하 이동 방향의 중심축선에 대하여 한 쌍의 나선이 이중 나선 구조로 이루어지고,
상기 각 나선 구조는 상기 중심축선을 따라 상하 방향으로 나선의 방향이 변하는 산과 골을 설정된 피치로 순차적으로 구비하며, 상하 방향으로 상기 나선 구조의 시작되는 영역와 끝나는 영역을 포함하는 각 산과 골은 상하 방향으로 동일한 위치에 배치되고, 상기 스프링은 상기 중심축선의 가로 방향으로 한 쌍의 나선 중에서 상기 골 또는 상기 산을 설정된 피치로 연결하는 링 형상의 스프링지지링을 포함며,
상기 스프링지지부와 상기 제1피스톤과 접촉된 영역의 상기 설정된 피치는 동일하고 상기 스프링지지부와 상기 제1피스톤과 접촉되지 않은 영역의 상기 설정된 피치는 상기 스프링지지부와 상기 제1피스톤과 접촉된 영역의 설정된 피치보다 큰 것을 특징으로 하는 디스펜스 펌프 장치.
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