KR102496078B1 - 필터가 내장된 휴대용 물병 뚜껑 - Google Patents

필터가 내장된 휴대용 물병 뚜껑 Download PDF

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Abstract

본 발명은 필터가 내장된 휴대용 물병 뚜껑에 관한 것으로, 보다 상세하게는 물병 개구부에 탈착가능하게 결합되는 캡 부재; 일측이 상기 캡 부재와 연결된 필터 수용부재; 상기 필터 수용부재에 수납되어 물병의 물에 포함되어 있는 이물질을 여과하기 위한 필터가 구비된 필터부재; 및 상기 필터 수용부재 타측에 연결되어, 물병 안으로 공기를 유도하기 위한 공기 유입 부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터가 내장된 휴대용 물병 뚜껑에 관한 것이다.

Description

필터가 내장된 휴대용 물병 뚜껑{Water Bottle Cap With Filter}
본 발명은 필터가 내장된 휴대용 물병 뚜껑에 관한 것으로, 보다 상세하게는 물속에 포함된 각종 이물질을 완벽하게 제거할 수 있는 필터가 내장되어 있으며, 또한 휴대용 물병에 탈부착이 가능하여 반복적으로 사용이 가능한 필터가 내장된 휴대용 물병 뚜껑에 관한 것이다.
갈수록 심각해지는 환경오염으로 인하여 취수원인 하천, 호수 및 댐 등 각종 수계의 수질이 악화되고 있고, 안전한 먹는 물 생산과 공급을 위해 대부분의 정수처리공정에서는 오존, 활성탄, 분리막 등 고도정수처리공정이 도입 운전되고 있는 상황이다.
하지만 수돗물에 대한 불신감으로 인해 각 가정이나 사무실에서는 고가의 정수기를 설치하거나 생수를 구입하여 음용수로 사용하는 비율이 증가하고 있다. 하지만 시중에 판매되는 생수의 경우 엄격한 품질관리를 통해 세균이나 유해물질로부터 안전한 것으로 인식하고 있으나, 이러한 생수도 암반수나 지하수를 취수원으로 사용하는 경우가 많으며, 지하수는 한번 오염이 되면 오염물질의 제거가 실질적으로 불가능할 뿐만 아니라 오염된 지하수가 다른 곳으로 이동하지 못하도록 차단할 수도 없어 생수도 안전하다고 단언할 수 없는 상황이다.
한편 삶의 질 향상과 건강에 관한 관심도가 높아져 각종 운동, 등산, 다양한 레포츠활동 및 충분한 수분 섭취를 목적으로 생수를 사서 마시거나 휴대용 물병에 수돗물을 받아 마시기도 한다.
하지만 멸균된 물이라 하더라도 공기와 접촉함으로써 부유하던 세균들에 의해 물이 오염되어 식중독을 초래하거나, 취수원이나 정수과정 시 첨가하는 약품에서 기인하는 냄새로 인해 수돗물을 마시기 꺼려하는 소비자가 많다.
특히, 해외여행 시에는 나라별 수질특성이나 정수처리공정 차이로 인해 물을 마시기가 곤란하거나 심한 경우에는 큰 질병에 걸려 고생하기도 한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 종래기술로서 선행문헌 1(한국등록실용신안공보 제0215729호)에는 물유입구를 폐쇄하도록 휴대물병에 결합되고, 일영역에 물유출구가 형성되어 있는 결합부와, 상기 결합부에 결합되고, 상기 휴대물병에 수용된 물을 정화시켜 상기 물유출구로 안내하는 정수부를 포함하는 휴대물병용 정수필터가 개시되어 있다.
상기 선행문헌 1에 의하면 휴대물병에 정수기구를 갖는 정수필터를 결합시킴으로써, 휴대물병에 수용된 물을 정수하여 마실 수 있어 보다 안심하고 마실 수 있다는 이점은 있으나, 결합부와 정수부를 포함한 정수필터를 통째로 교환해야 하기 때문에 교체비용이 많이 들고, 게다가 물속에 용존 상태로 존재하는 경도유발물질이나 냄새 등을 제거하는 데는 여전히 한계가 있다.
따라서 본원 출원인은 여과 기능이 구비된 휴대용 물병 뚜껑에 관한 선행문헌 2(한국등록특허공보 제2156520호)를 출원하여 등록받은 바 있다.
선행문헌 2에 개시된 기술은 도 1 내지 3에 도시한 바와 같이, 물병(B) 개구부 외측면과 탈착가능하게 결합되는 고정부(10), 상기 고정부(10) 상부에 위치하는 캡부(20), 상기 고정부(10) 아래에 위치하는 필터 수용부재(30), 및 물병(B)의 물에 포함되어 있는 이물질을 여과하기 위한 필터부재(40)를 포함하여 구성된다.
토출부(11)를 개폐함과 동시에 외부의 이물질이 물병 안으로 들어가는 것을 방지하기 위한 캡부(20)는 캡부 몸체(21), 캡부 몸체(21)를 쉽게 젖히기 위한 연장부(22) 그리고 연장부(22)와 캡부 몸체(21)를 이어주는 연결부(23)를 포함하고 있다.
또 고정부(10)의 제1 평면부에는 중앙에 토출부(11)가 위치하며, 토출부(11) 외곽에는 캡부(20)를 고정하기 위한 융기벽(12), 물병(B)으로 공기의 인입을 유도하는 공기 유입부(13), 및 공기 유입부(13)를 개폐하는 이동편(14)이 구비되어 있다.
특히 공기 유입부(13)를 개폐하는 이동편(14)은 물병 안으로 공기를 유입시키기 위한 것이다. 즉, 물병의 물을 음용할 시에는 토출부(11)를 입에 물고 손으로 물병을 가압하는데, 음용한 물의 부피만큼 물병의 체적도 함께 줄어들기 때문에 물병의 추가 가압이 어렵고 물이 적게 남아 있으면 잘 토출되지 않는다. 따라서 이들 공기 유입부(13)와 이동편(14)을 통해 물병에 물이 적게 남아 있어도 음용이 편리하게 할 수 있다는 이점이 있다.
하지만 이동편(14)은 원추형 머리부, 원기둥 형상의 몸통부, 및 평판 구조의 꼬리부로 이루어진 탄성재질로 이루어져 있고, 유입부(13)의 개폐가 물병의 내부 압력과 이동편(14)의 자중, 이동편(14)의 형상 변화에 영향을 받기 때문에 제대로 작동하지 못하는 경우가 발생하기도 한다는 문제점이 지적되고 있다.
(선행문헌 1) 한국등록실용신안공보 제0215729호 (선행문헌 2) 한국등록특허공보 제2156520호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 물속에 함유되어 있는 이물질이나 세균을 완벽하게 차단하면서도 교체비용이 저렴한 필터가 내장된 휴대용 물병 뚜껑을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명에서는 음용 후 물병 자체의 체적이 줄어들더라도 물병 안으로 신속하게 공기를 유입시켜 음용의 편리성을 높일 수 있는 필터가 내장된 휴대용 물병 뚜껑을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 필터가 내장된 휴대용 물병 뚜껑은, 물병 개구부에 탈착가능하게 결합되는 캡 부재(100); 일측이 상기 캡 부재(100)와 연결된 필터 수용부재(200); 상기 필터 수용부재(200)에 수납되어 물병의 물에 포함되어 있는 이물질을 여과하기 위한 필터가 구비된 필터부재(300); 및 상기 필터 수용부재(200) 타측에 연결되어, 물병 안으로 공기를 유도하기 위한 공기 유입 부재(400);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 필터가 내장된 휴대용 물병 뚜껑에서, 상기 캡 부재(100)는, 제1 관통홀(111′)이 구비된 제1 원형플레이트(111)와 제1 측벽(112)으로 이루어진 원통 형상으로, 상기 제1 원형플레이트(111) 일측에는 소정 길이 돌출한 토출구(113)가 마련되는 한편, 상기 제1 원형플레이트(111) 타측에는 상기 토출구(113)와 연통되며 소정 길이를 갖는 홀더(114)가 구비되어 물병 개구부에 탈부착하게 결합되는 고정부(110), 및 상기 고정부(110)와 연결된 채 상기 토출구(113)의 개폐를 위한 캡(120);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 필터가 내장된 휴대용 물병 뚜껑에서, 상기 필터 수용부재(200)는, 상기 필터부재(300) 일측부와 체결되는 상부 지지부(210), 및 상기 필터부재(300) 측면을 감싸는 원통 형상으로 일측이 상기 상부 지지부(210)와 연결되는 측면 지지부(220)를 포함하되, 상기 상부 지지부(210)는, 제2 관통홀(211′)이 구비된 제2 원형플레이트(211)와 제2 측벽(212)으로 이루어진 원통 형상으로, 상기 제2 원형플레이트(211) 일측에는 상기 홀더(114) 내측면과 밀착할 수 있도록 소정 길이를 갖는 원통 형상의 제1 연결부재(213)가 마련되는 한편, 상기 제2 원형플레이트(211) 타측에는 상기 제2 관통홀(211′)과 연통되면서 상기 필터부재(300) 일측과 밀착할 수 있도록 소정 길이를 갖는 제2 연결부재(214)가 구비되고, 상기 측면 지지부(220)는, 원통 형상으로 물병의 물이 통과할 수 있도록 복수개의 슬릿(221)이 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 필터가 내장된 휴대용 물병 뚜껑에서, 상기 공기 유입 부재(400)는, 제3 관통홀(411′)이 구비된 제3 원형플레이트(411), 및 상기 필터부재(300) 타측과 밀착할 수 있도록 상기 제3 원형플레이트(411) 일측으로 연장된 제3 연결부재(412)를 포함하는 제1 몸체(410); 상기 제1 몸체(410) 타측에 위치하면서 공기 유입을 위한 제4 관통홀(421(b)′)이 형성된 제2 몸체(420); 상기 제2 몸체(420) 내부에 수납되면서 상기 제4 관통홀(421(b)′)과 동일한 선상에 위치하는 볼(430); 및 상기 제2 몸체(420) 내부에 수납되면서 상기 볼(430)을 지지하는 스프링(440);을 포함하는 것을 특징으로 한ㄷ.
또한 본 발명에 따른 필터가 내장된 휴대용 물병 뚜껑에서, 상기 제1 몸체(410)는 상기 필터 수용부재(200)의 측면 지지부(220) 타측과 고정될 수 있도록 제3 원형플레이트(411) 일측 가장자리에 위치하는 제1 연장부(413), 및 상기 제3 원형플레이트(411) 타측에서 상기 제2 몸체(420)를 내부를 향하는 제2 연장부(414)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 필터가 내장된 휴대용 물병 뚜껑에서, 상기 제1 연장부(413)는 상기 필터 수용부재(200)의 측면 지지부(220)에 함몰된 상태로 고정되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 필터가 내장된 휴대용 물병 뚜껑에서, 상기 제1 연장부(413)의 내경은 상기 필터 수용부재(200)의 측면 지지부(220) 내경과 동일한 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 필터가 내장된 휴대용 물병 뚜껑에서, 상기 제2 몸체(420)는 원통 형상의 제3 측벽(421(a)), 상기 제4 관통홀(421(b)′)이 형성된 바닥플레이트(421(b)), 및 상기 제3 측벽(421(a))과 바닥플레이트(421(b))를 연결하는 제4 측벽(421(c))으로 이루어진 커버(421); 상기 커버(421) 내측에 위치하면서 소정 길이 연장된 원통 형상의 내부 측벽(422); 및 상기 내부 측벽(422)의 내측면에 위치하면서 소정 간격 이격된 채 높이 방향으로 연장된 복수개로 이루어진 제1 리브(423(a))와, 상기 바닥플레이트(421(b))의 내부 상면에 위치하면서 소정 높이 돌출하고 방사상 형상으로 배치되어 상기 스프링(440) 일측을 지지하는 복수개로 이루어진 제2 리브(423(b))로 구성된 리브(423)를 포함하되, 상기 볼(430)은 상기 제2 리브(423(b)) 상부에서 상기 제1 리브(423(a))를 따라 상하로 이동하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 필터가 내장된 휴대용 물병 뚜껑에서, 상기 제3 측벽(421(a))의 상측 단부는 상기 제1 연장부(413) 아래에 위치하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 필터가 내장된 휴대용 물병 뚜껑에서, 상기 제1 연장부(413)는 상기 필터 수용부재(200)의 측면 지지부(220)에 함몰된 상태로 고정되며, 상기 제1 연장부(413)의 내경, 상기 필터 수용부재(200)의 측면 지지부(220) 내경 및 상기 제3 측벽(421(a))의 내경은 동일하고,상기 필터 수용부재(200)의 측면 지지부(220) 외경과 상기 제3 측벽(421(a)) 외경은 동일한 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 필터가 내장된 휴대용 물병 뚜껑에서, 상기 제4 측벽(421(c))은 상기 바닥플레이트(421(b))로 갈수록 내경이 점진적으로 작아지는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 필터가 내장된 휴대용 물병 뚜껑에서, 상기 제2 연장부(414)는 상기 내부 측벽(422)의 외측을 감싸는 모양으로 위치하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 필터가 내장된 휴대용 물병 뚜껑에서, 상기 스프링(440)은 상기 볼(430)과 상기 제2 리브(423(b)) 사이에 위치하는 코일 형상인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 필터가 내장된 휴대용 물병 뚜껑에 의하면, 물속에 함유되어 있는 이물질이나 세균을 완벽하게 제거할 수 있어 음용자의 건강을 보호할 수 있다는 장점이 있다.
또한 본 발명의 필터가 내장된 휴대용 물병 뚜껑에 의하면, 물병 내부의 압력과 스프링의 탄성력에 의해 외부 공기가 물병 안으로 유입되므로 음용의 편리성을 높일 수 있다는 이점이 있다.
또한 본 발명의 필터가 내장된 휴대용 물병 뚜껑에 의하면, 제4 관통홀 외곽에 위치하면서 방사상 형상으로 배치된 복수개의 제2 리브 상부에 코일 스프링이 안착되고, 따라서 물병 내부와 외부의 압력 차이가 크더라도 볼에 의해 제4 관통홀이 막히는 것을 차단하는 구조이어서 외부 공기가 물병 안으로 쉽게 유입될 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 필터부재가 내장된 뚜껑이 휴대용 물병에 장착된 상태를 나타내는 모식도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 물병 뚜껑의 일측면도이다.
도 3은 종래 기술에 따른 물병 뚜껑에서 캡부가 고정부와 연결된 채 열린 상태를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필터가 내장된 휴대용 물병 뚜껑에서 캡 부재의 확대사시도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필터가 내장된 휴대용 물병 뚜껑의 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시한 필터가 내장된 휴대용 물병 뚜껑의 절단 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시한 절단 사시도를 분해한 도면이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 휴대용 물병 뚜껑에 내장되는 필터부재의 사시도이다.
도 9는 도 7의 일부를 확대한 도면으로, 측면 지지부와 공기 유입 부재의 단면도이다.
도 10은 도 9에 도시한 측면 지지부와 공기 유입 부재의 분해 사시도이다.
도 11은 공기 유입 부재를 구성하는 제2 몸체의 내부를 확대한 사시도이다.
도 12는 공기 유입 부재를 구성하는 제2 몸체의 외부를 확대한 사시도이다.
이하, 본 발명에 따른 필터가 내장된 휴대용 물병 뚜껑에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
본 출원에서 “포함한다”, “가지다” 또는 “구비하다” 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 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.
또한, 다르게 정의되지 않는 한 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필터가 내장된 휴대용 물병 뚜껑에서 캡 부재의 확대사시도이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필터가 내장된 휴대용 물병 뚜껑의 사시도이다. 또 도 6은 도 5에 도시한 필터가 내장된 휴대용 물병 뚜껑의 절단 사시도, 도 7은 도 6에 도시한 절단 사시도를 분해한 도면 그리고 도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 휴대용 물병 뚜껑에 내장되는 필터부재의 사시도이다.
본 발명의 물병 뚜껑에는 필터가 내장되어 있으며, 따라서 음용 시 물이 필터를 통과하기 때문에 물병 안의 물에 포함되어 있는 경도 유발 물질을 포함하여 세균이나 각종 이물질이 제거된다.
도 4 내지 8에 도시한 바와 같이, 상기와 같은 기능을 갖는 본 발명의 필터가 내장된 휴대용 물병 뚜껑은, 물병 개구부에 탈착가능하게 결합되는 캡 부재(100), 일측이 상기 캡 부재(100)와 연결된 필터 수용부재(200), 필터 수용부재(200)에 수납되어 물병의 물에 포함되어 있는 이물질을 여과하기 위한 필터가 구비된 필터부재(300), 및 필터 수용부재(200) 타측에 연결되어, 물병 안으로 공기를 유도하기 위한 공기 유입 부재(400)를 포함하여 구성된다.
먼저 물병 개구부에 탈착가능하게 결합되는 캡 부재(100)에 관해 구체적으로 설명기로 한다.
캡 부재(100)는, 물병 개구부에 탈부착하게 결합되는 고정부(110)와 캡(120)을 포함하여 구성된다.
구체적으로, 고정부(110)는 중앙에 제1 관통홀(111′)이 구비된 제1 원형플레이트(111)와 물병에 뚜껑을 장착하거나 분리할 시 손에서 미끄러지지 않도록 도와주기 위한 다수개의 돌기(112′)가 형성된 제1 측벽(112)으로 이루어진 원통 형상이다. 또 음용 시 입으로 물거나 물병을 손으로 누를 시 입안을 향해 물이 배출될 수 있도록 제1 원형플레이트(111) 일측으로는 소정 길이 돌출한 토출구(113)가 마련되어 있다. 제1 원형플레이트(111) 타측으로는 제1 관통홀(111′) 및 토출구(113)와 연통되는 소정 길이를 갖는 홀더(114)가 구비되어 있는데, 홀더(114)는 필터 수용부재(200)를 구성하는 상부 지지부(210)와 연결된다.
그리고 제1 측벽(112) 내측에는 물병 개구부의 외측면과 암수나사 체결방식으로 체결될 수 있도록 암나사산이 형성될 수 있다.
캡(120)은 외부의 이물질이 물병 안으로 들어가는 것을 차단하는 한편, 토출구(113)가 오염되는 것을 방지하기 위한 것으로 힌지 방식 등으로 고정부(110)에 대해 회동 가능하게 연결되어 있다. 특히 캡(120) 내측에는 토출구(113)의 내측면이나 외측면과 밀착하는 보조캡(121)이 추가적으로 구비될 시, 이물질이 유입되거나 토출구(113)가 오염되는 것을 확실하게 차단할 수 있다.
일측이 캡 부재(100)와 연결되는 필터 수용부재(200)에 관해 설명하기로 한다. 필터 수용부재(200)는 필터부재(300) 일측부와 체결되는 상부 지지부(210)와 필터부재(300) 측면을 감싸는 측면 지지부(220)를 포함하여 구성된다.
먼저 상부 지지부(210)에 관해 설명하면, 중앙에 제2 관통홀(211′)이 구비된 제2 원형플레이트(211)와 제2 측벽(212)로 이루어진 원통 형상이다.
그리고 제2 원형플레이트(211) 일측, 즉 캡 부재(100)를 향하는 면에는 홀더(114) 내측면에 삽입된 상태로 밀착할 수 있도록 소정 길이를 갖는 원통 형상의 제1 연결부재(213)가 마련되어 있고, 제2 원형플레이트(211) 타측에는 필터부재(300)의 체결구(311)에 삽입된 상태로 밀착할 수 있도록 소정 길이를 갖는 제2 연결부재(214)가 구비된다.
이때, 제1 연결부재(213), 제2 관통홀(211′) 및 제2 연결부재(214)는 서로 연통되는 구조이고, 따라서 필터(300)를 통과한 물은 제2 연결부재(214), 제2 관통홀(211′), 및 제1 연결부재(213)를 순차적으로 통과하게 된다. 물론 제1 연결부재(213)를 통과한 물은 홀더(114)를 경유한 후 토출구(113)를 통해 배출된다.
한편, 홀더(114)와 제1 연결부재(213)는 물이 새지 않도록 밀착하는 것이 바람직하고, 암수나사 체결방식이나 공지의 접착제 등으로 확실하게 고정하는 것이 보다 바람직하다.
측면 지지부(220)는 필터부재(300)를 수용할 수 있도록 내부가 비어 있는 원통 형상이며, 물병의 물이 필터부재(300)로 유입될 수 있도록 복수개의 슬릿(221)이 구비되어 있다. 그리고 측면 지지부(220) 일측, 즉 상부 지지부(210)를 향하는 단부는 암수나사 체결, 접착제 등을 통해 상부 지지부(210)의 제2 측벽(212) 내면에 고정된다.
필터부재(300)는 물에 포함되어 있는 이물질을 여과 제거할 목적으로 필터 수용부재(200)에 수납되는데, 제1 실링부(310), 제2 실링부(320) 및 필터(330)를 포함하여 구성된다.
제1 실링부(310)는 필터(330)의 상부를 고정하는 한편 전술한 제2 연결부재(214)가 삽입될 수 있도록 중앙에는 체결구(311)가 마련됨으로써 제1 연결부재(213)와 연통구조를 이루게 된다. 그리고 제2 실링부(320)는 제1 실링부(310)와 소정 거리 이격된 상태로 위치하면서 필터(330)의 하부를 고정한다.
여기서, 필터(330)는 길이 방향을 따라 소정 부위들이 접혀져 주름진 형상인 것이 바람직하고, 이는 단위 부피당 필터표면적을 높일 수 있고 게다가 필터 형상을 용이하게 유지할 수 있기 때문이다. 물론 필터 외측에서 유입되어 필터를 통과한 물이 제2 연결부재(214) 내측으로 이동할 수 있도록, 필터(330) 중앙에는 길이 발향을 따라 여과수 이동통로(미도시)가 구비되어 있음은 자명하다.
도 9는 도 7의 일부를 확대한 도면으로, 측면 지지부와 공기 유입 부재의 단면도이고, 도 10은 도 9에 도시한 측면 지지부와 공기 유입 부재의 분해 사시도이다. 또 도 11은 공기 유입 부재를 구성하는 제2 몸체의 내부를 확대한 사시도이고, 도 12는 공기 유입 부재를 구성하는 제2 몸체의 외부를 확대한 사시도이다.
이들 도 9 내지 도 12를 참조하면서 공기 유입 부재(400)에 관해 상세하게 설명하기로 한다.
공기 유입 부재(400)는 물병 안으로 공기를 유도하기 위한 것으로, 측면 지지부(220) 타측과 결합되어 있고, 제1 몸체(410), 제2 몸체(420), 볼(430), 스프링(440) 및 패킹부재(450)를 포함하여 구성된다.
먼저 제1 몸체(410)는 제3 원형플레이트(411), 제3 연결부재(412), 제1 연장부(413), 및 제2 연장부(414)를 포함하여 구성된다. 제3 원형플레이트(411)는 전술한 필터부재의 제2 실링부(320)가 안착되는 곳으로, 필터의 여과수 이동통로를 통과한 공기가 물병 안으로 들어갈 수 있도록 중앙에는 제3 관통홀(411′)이 구비되어 있다.
제3 연결부재(412)는 제3 원형플레이트(411)의 중앙, 보다 상세하게는 제3 관통홀(411′) 외측에서 필터부재를 향해 소정 길이 돌출한 상태로 연장된 원통 형상인데, 이러한 제3 연결부재(412)는 필터부재의 하측에 위치하는 체결구(미도시)에 삽입됨으로써 필터부재를 고정하는 기능과 함께 물과 공기의 이동통로를 제공한다.
제1 연장부(413)는 제3 원형플레이트(411)의 가장자리에서 필터부재를 향하도록 위치하는 원통 형상으로, 측면 지지부(220) 타측과 고정된다.
여기서, 제1 연장부(413)는 필터 수용부재의 측면 지지부(220)에 함몰된 상태로 고정되는 것이 좋은데, 이는 제1 연장부(413)와 측면 지지부(220)가 서로 견고하게 고정될 수 있기 때문이다.
또 필터 수용부재에 수납된 필터부재(300)와 제1 연장부(413)가 부딪히는 것을 방지하고 나아가 필터 수용부재(300)의 부피가 불필요하게 커지는 것을 방지할 수 있도록, 제1 연장부(413)의 내경은 필터 수용부재의 측면 지지부(220) 내경과 동일한 것이 보다 바람직하다.
제2 연장부(414)는 제3 원형플레이트(411) 타측, 즉 제2 몸체(420)의 내부를 향하는 방향으로 소정 길이 돌출한 상태로 연장된 원통 형상이며, 후술할 내부 측벽(422) 외면과 밀착 고정될 수 있도록 내부 측벽(422)을 감싸는 모양으로 구성된다.
제2 몸체(420)는 제1 몸체(410) 타측, 즉 제1 몸체(410) 아래에 위치하는데, 볼(430), 스프링(440) 및 패킹부재(450)를 수용할 수 있도록 내부가 비어 있으며, 커버(421), 내부 측벽(422) 및 리브(423)를 포함하여 구성된다.
먼저 커버(421)는 제2 몸체(420)의 외형을 형성하는데, 원통 형상의 제3 측벽(421(a)), 원형의 바닥플레이트(421(b)) 그리고 제3 측벽(421(a))과 바닥플레이트(421(b))를 연결하는 제4 측벽(421(c))으로 이루어진다.
여기서, 제3 측벽(421(a))의 상측 단부 일부는 제1 연장부(413) 아래에 위치하는 한편, 나머지 일부는 필터 수용부재의 측면 지지부(220) 아래에 위치한다. 즉, 제3 측벽(421(a))의 두께는 측면 지지부(220) 두께와 동일하고, 결과적으로 제3 측벽(421(a)) 외경과 측면 지지부(220) 외경이 동일하고, 게다가 제1 연장부(413)의 내경, 측면 지지부(220) 내경 및 제3 측벽(421(a)) 내경도 동일하다.
상기와 같은 구성에 의해, 측면 지지부(220), 제1 몸체(410) 및 커버(421)가 서로 견고하게 고정될 수 있을 뿐만 아니라, 측면 지지부(220)와 제2 몸체(420)가 일체형인 것으로 표현될 수 있다.
제4 측벽(421(c))은 바닥플레이트(421(b))로 갈수록 내경이 점진적으로 작아지는 것이 좋은데, 이는 공기 유입 부재(400)를 물병 개구부로 넣기 편하도록 하기 위함이다. 도면부호 421(c)′는 제5 관통홀로서, 제2 연장부(414)와 제3 측벽(421(a)) 사이 공간부로 물이 스며들거나 빠질 수 있도록 하기 위한 구성이다.
한편, 원형의 바닥플레이트(421(b))에는 외부로부터의 공기가 물병 안으로 들어갈 수 있도록 제4 관통홀(421(b)′)이 형성되어 있다.
내부 측벽(422)은 바닥플레이트(421(b))에서 위를 향해 소정 길이 연장된 원통 형상으로, 제2 연장부(414) 내측면과 밀착한 상태로 고정된다.
리브(423)는 제1 리브(423(a))와 제2 리브(423(b))로 구성된다. 제1 리브(423(a))는 내부 측벽(422)의 내측면에 위치하는데, 소정 간격 이격된 채 높이 방향으로 연장된 복수개로 이루어지며 위에서 볼 때 방사상 형상을 이룬다. 여기서, 제1 리브(423(a))의 외형은 장방형 육면체나 원기둥 모양일 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
이와 같은 제1 리브(423(a))는 볼(430)과 스프링(440)의 이동 경로를 제공하는 한편, 볼(430)과 스프링(440)이 내부 측벽(422)과 밀착하는 것을 방지함으로써 공기가 이동할 수 있는 경로인 공간부(S)를 제공한다.
또 제2 리브(423(b))는 바닥플레이트(421(b))의 내부 상면, 보다 상세하게는 제4 관통홀(421(b)′)과 내부 측벽(422) 사이에 위치하는데, 복수개의 바(bar)들이 방사상 형상으로 배치됨으로써, 볼(430)이 제4 관통홀(421(b)′)을 막는 것을 방지한다. 여기서, 제2 리브(423(b))는 제1 리브(423(a))와 마찬가지로 장방형 육면체나 원기둥 모양일 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
볼(430)은 제1 리브(423(a))를 따라 상하로 이동하면서 제3 관통홀(411′)의 개방 여부를 결정한다. 코일 형상의 스프링(440)은 일측은 제2 리브(423(b)) 상부에 위치하고 타측은 볼(430)을 지지하도록 배치되어 볼(430)의 상하 이동을 제어한다.
도면부호 450은 패킹부재로서, 물과 공기를 완벽하게 차단하기 위한 원형의 O-링일 수 있으나, 볼(430) 만으로 충분한 기밀효과를 기대할 수 있다면 생략하는 것도 가능하다.
이상과 같은 구조를 갖는 필터가 내장된 휴대용 물병 뚜껑이 물병에 장착될 경우, 물병을 손으로 눌러 물을 마실 때에는 물병에 가해지는 외압과 스프링(440)의 탄성력에 의해 볼(430)이 제3 관통홀(411′)을 막게 되므로, 물은 필터 수용부재(200)의 측면 지지부(220)로 유입된 후, 필터(330), 제2 연결부재(214), 홀더(114) 및 토출구(113)를 경유하면서 외부로 토출된다.
물을 마신 후에는 그만큼 물병 자체의 부피가 줄어들어 물병 내부의 압력은 외부보다 상대적으로 낮아지게 되고, 따라서 외부 공기는 토출구(113), 홀더(114), 제2 연결부재(214), 필터(330)의 여과수 이동통로, 제3 연결부재(412) 및 제3 관통홀(411′)을 순차적으로 경유한 후, 제4 관통홀(421(b)′)을 통해 물병 안으로 이동하게 되므로, 물병은 원래의 부피로 돌아오게 되는 것이다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연하다.
100: 캡 부재
110: 고정부
111: 제1 원형플레이트 111′: 제1 관통홀
112: 제1 측벽 112′: 돌기
113: 토출구 114: 홀더
120: 캡 121: 보조캡
200: 필터 수용부재
210: 상부 지지부
211: 제2 원형플레이트 211′: 제2 관통홀
212: 제2 측벽 213: 제1 연결부재
214: 제2 연결부재
220: 측면 지지부 221: 슬릿
300: 필터부재
310: 제1 실링부 311: 체결구
320: 제2 실링부
330: 필터
400: 공기 유입 부재
410: 제1 몸체
411: 제3 원형플레이트 411′: 제3 관통홀
412: 제3 연결부재 413: 제1 연장부
414: 제2 연장부
420 : 제2 몸체
421 : 커버
421(a) : 제3 측벽 421(b) : 바닥플레이트
421(b)′: 제4 관통홀
421(c) : 제4 측벽 421(c)′: 제5 관통홀
422: 내부 측벽 423: 리브
423(a): 제1 리브 423(b): 제2 리브
430 : 볼
440 : 스프링
450 : 패킹부재
S: 공간부

Claims (13)

  1. 물병 개구부에 탈착가능하게 결합되는 캡 부재(100);
    일측이 상기 캡 부재(100)와 연결된 필터 수용부재(200);
    상기 필터 수용부재(200)에 수납되어 물병의 물에 포함되어 있는 이물질을 여과하기 위한 필터가 구비된 필터부재(300); 및
    상기 필터 수용부재(200) 타측에 연결되어, 물병 안으로 공기를 유도하기 위한 공기 유입 부재(400);를 포함하되,
    상기 캡 부재(100)는, 제1 관통홀(111′)이 구비된 제1 원형플레이트(111)와 제1 측벽(112)으로 이루어진 원통 형상으로, 상기 제1 원형플레이트(111) 일측에는 소정 길이 돌출한 토출구(113)가 마련되는 한편, 상기 제1 원형플레이트(111) 타측에는 상기 토출구(113)와 연통되며 소정 길이를 갖는 홀더(114)가 구비되어 물병 개구부에 탈부착하게 결합되는 고정부(110), 및 상기 고정부(110)와 연결된 채 상기 토출구(113)의 개폐를 위한 캡(120);을 포함하며,
    상기 필터 수용부재(200)는, 상기 필터부재(300) 일측부와 체결되는 상부 지지부(210), 및 상기 필터부재(300) 측면을 감싸는 원통 형상으로 일측이 상기 상부 지지부(210)와 연결되는 측면 지지부(220)를 포함하되, 상기 상부 지지부(210)는, 제2 관통홀(211′)이 구비된 제2 원형플레이트(211)와 제2 측벽(212)으로 이루어진 원통 형상으로, 상기 제2 원형플레이트(211) 일측에는 상기 홀더(114) 내측면과 밀착할 수 있도록 소정 길이를 갖는 원통 형상의 제1 연결부재(213)가 마련되는 한편, 상기 제2 원형플레이트(211) 타측에는 상기 제2 관통홀(211′)과 연통되면서 상기 필터부재(300) 일측과 밀착할 수 있도록 소정 길이를 갖는 제2 연결부재(214)가 구비되고, 상기 측면 지지부(220)는, 원통 형상으로 물병의 물이 통과할 수 있도록 복수개의 슬릿(221)이 구비되어 있으며,
    상기 공기 유입 부재(400)는, 제3 관통홀(411′)이 구비된 제3 원형플레이트(411), 및 상기 필터부재(300) 타측과 밀착할 수 있도록 상기 제3 원형플레이트(411) 일측으로 연장된 제3 연결부재(412), 상기 필터 수용부재(200)의 측면 지지부(220) 타측과 고정될 수 있도록 제3 원형플레이트(411) 일측 가장자리에 위치하는 제1 연장부(413), 및 상기 제3 원형플레이트(411) 타측에서 상기 제2 몸체(420) 내부를 향하는 제2 연장부(414)를 포함하는 제1 몸체(410); 상기 제1 몸체(410) 타측에 위치하면서 공기 유입을 위한 제4 관통홀(421(b)′)이 형성된 제2 몸체(420); 상기 제2 몸체(420) 내부에 수납되면서 상기 제4 관통홀(421(b)′)과 동일한 선상에 위치하는 볼(430); 및 상기 제2 몸체(420) 내부에 수납되면서 상기 볼(430)을 지지하는 스프링(440);을 포함하는 것을 특징으로 하는 필터가 내장된 휴대용 물병 뚜껑.
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  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 연장부(413)는 상기 필터 수용부재(200)의 측면 지지부(220)에 함몰된 상태로 고정되는 것을 특징으로 하는 필터가 내장된 휴대용 물병 뚜껑.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 연장부(413)의 내경은 상기 필터 수용부재(200)의 측면 지지부(220) 내경과 동일한 것을 특징으로 하는 필터가 내장된 휴대용 물병 뚜껑.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 몸체(420)는 원통 형상의 제3 측벽(421(a)), 상기 제4 관통홀(421(b)′)이 형성된 바닥플레이트(421(b)), 및 상기 제3 측벽(421(a))과 바닥플레이트(421(b))를 연결하는 제4 측벽(421(c))으로 이루어진 커버(421); 상기 커버(421) 내측에 위치하면서 소정 길이 연장된 원통 형상의 내부 측벽(422); 및 상기 내부 측벽(422)의 내측면에 위치하면서 소정 간격 이격된 채 높이 방향으로 연장된 복수개로 이루어진 제1 리브(423(a))와, 상기 바닥플레이트(421(b))의 내부 상면에 위치하면서 소정 높이 돌출하고 방사상 형상으로 배치되어 상기 스프링(440) 일측을 지지하는 복수개로 이루어진 제2 리브(423(b))로 구성된 리브(423)를 포함하되,
    상기 볼(430)은 상기 제2 리브(423(b)) 상부에서 상기 제1 리브(423(a))를 따라 상하로 이동하는 것을 특징으로 하는 필터가 내장된 휴대용 물병 뚜껑.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제3 측벽(421(a))의 상측 단부는 상기 제1 연장부(413) 아래에 위치하는 것을 특징으로 하는 필터가 내장된 휴대용 물병 뚜껑.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 연장부(413)는 상기 필터 수용부재(200)의 측면 지지부(220)에 함몰된 상태로 고정되며, 상기 제1 연장부(413)의 내경, 상기 필터 수용부재(200)의 측면 지지부(220) 내경 및 상기 제3 측벽(421(a))의 내경은 동일하고,
    상기 필터 수용부재(200)의 측면 지지부(220) 외경과 상기 제3 측벽(421(a)) 외경은 동일한 것을 특징으로 하는 필터가 내장된 휴대용 물병 뚜껑.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제4 측벽(421(c))은 상기 바닥플레이트(421(b))로 갈수록 내경이 점진적으로 작아지는 것을 특징으로 하는 필터가 내장된 휴대용 물병 뚜껑.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 제2 연장부(414)는 상기 내부 측벽(422) 외측을 감싸는 모양으로 위치하는 것을 특징으로 하는 필터가 내장된 휴대용 물병 뚜껑.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 스프링(440)은 상기 볼(430)과 상기 제2 리브(423(b)) 사이에 위치하는 코일 형상인 것을 특징으로 하는 필터가 내장된 휴대용 물병 뚜껑.
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