KR20160133801A - 2웨이 체크밸브 및 이를 포함하는 용기마개 - Google Patents

Abstract

본 발명은 2웨이 체크밸브 및 이를 포함하는 용기마개에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상기 2웨이 체크밸브가 용기마개에 적용되어 계량컵이나 분리형 계량 캡을 사용하지 않으면서도 용기 내의 내용물이 한꺼번에 배출되지 않고 원하는 양만큼 용이하게 조절된 후 외부로 배출될 수 있도록 한 2웨이 체크밸브 및 이를 포함하는 용기마개에 관한 것이다.

Description

2웨이 체크밸브 및 이를 포함하는 용기마개{2-way check valves and Bottle cap using it}

본 발명은 2웨이 체크밸브 및 이를 포함하는 용기마개에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상기 2웨이 체크밸브가 용기마개에 적용되어 계량컵이나 분리형 계량 캡을 사용하지 않으면서도 용기 내의 내용물이 한꺼번에 배출되지 않고 원하는 양만큼 용이하게 조절된 후 외부로 배출될 수 있도록 한 2웨이 체크밸브 및 이를 포함하는 용기마개에 관한 것이다.

일반적으로 참기름이나 식용유 더 나아가 서럽과 같은 의약품 등과 같은 액상의 내용물 또는 소금이나 설탕 등의 분말상의 내용물을 저장하는 용기의 개구부에는 캡(cap)이 설치된다. 이러한 캡에는 용기 내부에 담긴 액상의 내용물을 배출하기 위한 하나의 배출공이 형성되어 있어, 사용자에 의해 용기가 기울어짐으로써 액상 또는 분말상의 내용물이 상기 배출공을 통해 외부로 배출된다.

이러한 용기 내의 내용물을 사용하여 요리를 하거나 약품을 혼합할 때 용기에서 내용물이 원하는 양만큼만 토출되어야 원하는 비율을 맞출 수 있다. 이에 종래에는 별도의 계량컵을 사용하거나 캡 자체에 계량을 위한 눈금을 표시하여 내용물의 양을 계량하였다.

이에, 대한민국 공개특허공보 제2004-23480호(이하 선행문헌 1이라 칭함)에는 용기의 배출구를 개폐하는 덮개부를 용기의 상단에 연결하고, 덮개부에 내용물의 양을 계량할 수 있는 눈금을 표시하여 덮개부를 개방한 상태에서 덮개부 내측에 내용물을 원하는 양만큼 배출하여 사용할 수 있도록 한 내캡이 개시되어 있다. 하지만, 선행문헌 1의 내캡은 단순히 캡의 덮개부가 계량컵의 작용만 수행하기 때문에 덮개부에 내용물을 배출하는 과정에서 내용물이 점성 등으로 인해 배출되는 양이 일정치 않아 원하는 양을 정확하게 맞추지 못하거나 덮개부 외측으로 흘러내려 내용물의 낭비나 주변을 오염시키는 등의 문제가 있다.

한편, 상기와 같은 문제를 해결하도록 대한민국 공개실용신안공보 86-9713호(이하 선행문헌 2라 칭함)에 정량 유출 마개가 개시되어 있다. 그러나, 인용문헌 2는 개폐변이 체크밸브의 기능하고 있기는 하나, 구성된 용기본체 내에서 액상 내용물을 외부로 배출시킬 경우에는, 마개를 연 다음 용기를 소정각도로 기울인 상태에서 용기본체를 가압하면, 용기의 출구부 측으로 흘러내린 내용물은 내부 공기의 압축력에 의해서 비교적 작은 내경으로 형성된 배출공을 따라 외부로 배출된다. 이러한 누름 동작을 반복적으로 실행하여 음식물에 내용물을 배출시키므로 용기본체가 자체적으로 탄성복원력을 가질 경우에는, 용기를 누르는 가압력에 따라 배출되는 양이 결정되기 때문에 음식물에 첨가하여야 할 정량을 배출시킬 수 없는 단점이 있다.

또한, 체크밸브를 구비한 용기에 대해서 대한민국 공개특허공보 10-2004-0039224호(이하 선행문헌 3이라 칭함)에는 체크벨브를 수용한 내용물 저장공간을 갖고 있는 뚜껑이 개시되어 있다. 그러나, 선행문헌 3은 단순히 체크밸브가 사용 중 용기가 넘어져도 내용물이 흘러나오지 않아 어린아이나 노약자도 용이하게 사용할 수 있도록 하는 것이므로 정량 배출의 기능이 없는 단점이 있다.

또한, 체크밸브를 채택하여 정량유출의 목적을 위한 기술로는 대한민국 등록실용신안공보 20-0464780호(이하 선행문헌 4라 칭함)에 체크밸브에 의한 펌핑 기능을 갖는 이중구조 저장용기가 개시되었다. 그러나, 인용문헌 4는 체크밸브를 흡입용 체크밸브(10)를 용기 자체에 형성하고 토출용 체크밸브(20)를 용기 입구에 각각 형성함으로서 2개이 체크밸브가 각각 다름 위치에 형성됨에 따라 가성비가 낮고 사용상 불편함이 있었다.

선행문헌 1: 대한민국 공개특허공보 10-2004-23480호 선행문헌 2: 대한민국 공개실용신안공보 86-9713호 선행문헌 3: 대한민국 공개특허공보 10-2004-0039224호 선행문헌 4: 대한민국 등록실용신안공보 20-0464780호

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에 따른 2웨이 체크밸브는 2개의 경로를 동시에 제어하되, 하나의 입력에 대하여 각 경로에 대한 개방과 폐쇄를 각각 반대로 제어하도록 하는 것, 하나의 입력에 어느 한 경로는 개방시키고 다른 경로는 폐쇄시키도록 제어하는 것을 기본 과제로 한다.

또한, 용기마개는 상기 2웨이 체크밸브를 적용시켜 내캡의 기능을 하도록 하는 것을 또 다른 과제로 한다.

또한 용기마개의 구조를 개선하여 용기마개가 내캡의 기능을 완벽하게 수행하도록 하는 것을 또 다른 과제로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 몸체를 이루는 하우징(11), 상기 하우징 외면에 형성되어 제1유로(221)를 개폐시키는 외측밸브시트(12) 및 상기 하우징 내면에 형성되어 제2유로(242)를 개폐시키는 내측밸브시트(13)를 포함하되, 상기 유로(221, 242)에 동시에 가해지는 가압력에 대해 외측밸브시트(12) 및 내측밸브시트(13)는 서로 반대되는 방향으로 상기 유로를 개방시키거나 폐쇄시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하우징(11)은 제2유로(242)를 갖는 제2경로(24A)에 나사결합 또는 억지끼움으로 부착되는 원통형 몸체로서, 일측과 타측이 서로 관통 형성되고, 상기 내측밸브시트(13)는 제2유로(242)를 갖는 제2경로(24A)의 제2지지부(244)와 접촉과 분리를 반복함으로써 제2유로를 개폐시키는 원판형 시트로서, 상기 하우징의 내면에서 제2지지부(244)를 향해 경사지게 형성되고, 상기 외측밸브시트(12)는 제1유로(221)를 갖는 제1경로(22A)의 제1지지부(223)와 접촉과 분리를 반복함으로써 제1유로를 개폐시키는 원판형 시트로서, 상기 하우징의 외면에서 제1지지부(223)를 향해 경사지게 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 각각의 지지부(223, 244)를 향해 경사지게 형성되는 내외측 밸브시트(13, 14)의 경사방향은 상기 하우징을 기준으로 서로 반대방향인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 2웨이 체크밸브를 포함하는 용기마개로서, 상기 용기마개는 용기(50)의 상면에 형성되어 용기에 저장된 내용물(51)을 외부로 배출시키는 용기입구(52)에 결합되고 상기 2웨이 체크밸브(10)가 결합되는 내캡(20)과, 상기 용기입구(52)에 나사체결되고 상기 내캡을 포위하는 커버캡(30)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 내캡(20)은 용기입구 및 커버캡과 결합되는 외통부재(21), 상기 외통부재에 연장되고 제1유로가 형성된 내통부재(22), 상기 내통부재에 연장되고 상기 체크밸브가 결합되는 밸브수용부재(23), 상기 밸브수용부재에 연장되고 제2유로가 형성되는 유로관부재(24)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 내캡(20)은 용기 입구(52) 내측에 형성된 안착부(53)에 안착되고 제1유로가 형성된 내통부재(22), 상기 내통부재에 연장되고 상기 체크밸브가 결합되는 밸브수용부재(23), 상기 밸브수용부재에 연장되고 제2유로가 형성되는 유로관부재(24)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 외통부재(21)는 상기 용기입구(52) 내면에 결합되는 제1결합부(211), 상기 제1결합부에서 연장되어 용기입구 말단을 감싸는 어께부(212)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 내통부재(22)는 상기 제1결합부 내면에서 연장된 원통형 유로체로서, 제1결합부와 연결되는 원판형 시트(222), 상기 원판형 시트에 형성된 제1유로(221)를 포함하는 제1경로(22A) 및 원판형 시트에 수직하게 연장된 원통형 제1지지부(223)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 밸브수용부재(23)는 상기 체크밸브(10)가 밸브수용부재에 고정될 수 있도록 상기 내통부재(22)에서 연장되어 상기 체크밸브(10)의 하우징(11) 일측 외면 일부가 면접하도록 원판형 시트(22)에 수직하게 연장된 원통형 제1밀폐부(231) 및 상기 제1밀폐부에서 연장되어 유로관부재(24)에 연결되고 하우징의 일측 말단이 면접하는 원판형 제2밀폐부(232)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유로관부재(24)는 밸브수용부재에 연장되어 제2유로가 형성되는 원통형 유로체로서, 상기 제2밀폐부(232)에서 수직하게 연장된 원통형 유로관(241) 및 유로관 타측에 형성된 제2경로(24A)를 포함하되, 상기 제2경로(24A)는 상기 원통형 유로관(241) 타측에 외경을 따라 형성된 제2유로(242) 및 상기 원통형 유로관의 타측 말단을 폐쇄하는 폐색단(245)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 원통형 유로관(241)의 연장길이(ℓ)는 내캡에 담기는 내용물의 보관량을 결정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 커버캡(30)은 용기 입구(52)의 내주면과 밀봉 가능하게 면접촉되는 외측결합부(31)와, 상기 내캡의 외통부재(21)와 결합되는 내측결합부(32)와 상기 유로관부재(24)의 유로관(241)을 폐쇄하는 인서팅부재(33)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 2웨이 체크밸브는 2개의 경로, 즉 분출경로와 제2경로를 동시에 제어하되, 하나의 입력에 대하여 각 경로에 대한 개방과 클로즈를 각각 반대로 제어함으로써, 가령 압력이 가해져 유체를 분출하는 경우 분출경로는 개방되고 제2경로는 폐쇄되며, 유로의 방향이 바뀌어 유체를 흡입하는 경우 제2경로는 개방되고 분출경로는 폐쇄되는 방향전환 메커니즘을 구현함에 따라 유로의 방향전환에 따른 밸브 작동에 대한 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 상기 2웨이 체크밸브의 방향전환 메커니즘은 가해지는 압력의 크기에 비례하도록 설계됨에 따라, 즉, 가압력이 클수록 개방되는 유로의 크기는 커지고, 폐쇄되는 유로의 밀폐력도 커지게 되므로 가압력의 변화에 많은 양의 유체를 빠른 속도로 신뢰성 있게 이송할 수 있는 장점이 있다.

또한, 상기 2웨이 체크밸브는 압력이 가해지지 않는 상태, 즉 밸브를 경계로 경로상 양측의 압력이 동일하게 되면 상기 밸브는 모든 경로를 폐쇄한 상태에 놓이게 되므로, 이를 용기마개에 적용할 경우 사용자가 용기마개에 일정량을 수용시킬 수 있고, 이로서 용기마개로 분출되어 수용되는 내용물의 양을 정확히 맞출 수 있어 용기마개는 정량캡의 기능을 하는 효과가 있다.

또한, 용기마개는 용기마개에 수용되는 내용물의 양이 정량 이상일 경우 용기마개의 캡을 개방하는 순간 자동적으로 용기 내로 재 흡입되도록 하는 유로관을 구성함으로써, 사용자는 정량을 맞추기 위한 별도의 노력이 필요하지 않게 되어 사용자의 편리성이 증대되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전체 절개 사시도
도 2는 본 발명에 따른 2웨이 체크밸브 예시도
도 3은 본 발명에 따른 내캡 예시도
도 4는 본 발명에 따른 커버캡 예시도
도 5a 내지 도 5d는 본 발명에 따른 작동 상태도
도 6은 본 발명에 따른 다른 실시예에 따른 예시도

본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.

이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시 예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.

이를 위해, 특별히 도면을 지칭하며 방향을 정하지 않는 한, 용기가 정상적으로 서 있는 상태, 즉 정립(正立)상태의 도 3을 기준으로 상하좌우의 방향을 정하면서 일측은 상부를 지칭하고, 타측은 하부를 지칭하는 것으로 한다.

본 발명에 따른 2웨이 체크밸브(10)는, 도 1 및 도2를 참조하면, 몸체를 이루는 하우징(11), 상기 하우징 외면에 형성된 외측밸브시트(12) 및 상기 하우징 내면에 형성된 내측밸브시트(13)를 포함한다.

상기 하우징(11)은 제2유로(242)를 갖는 제2경로(24A)에 나사결합 또는 억지끼움 등을 통해 부착되는 원통형 몸체로서, 일측과 타측이 서로 관통 형성되고, 상기 일측 내경에는 상기 경로에 부착되면서 상기 경로와 유로공간을 형성할 수 있도록 지지턱(14)이 돌출된다.

상기 지지턱(14)의 내경에는 제2경로(24)와 나사결합을 위한 나사가 형성되거나 또는 억지끼움 시 밀폐력을 향상시키기 위한 요철이 형성될 수 있다.

상기 내측밸브시트(13)는 제2유로(242)를 갖는 제2경로(24A)의 제2지지부(244)와 접촉과 분리를 반복함으로써 제2유로를 개폐시키는 원판형 시트로서, 상기 하우징의 내면에서 제2지지부(244)를 향해 경사지게 형성된다.

상기 외측밸브시트(12)는 제1유로(221)를 갖는 제1경로(22A)의 제1지지부(223)와 접촉과 분리를 반복함으로써 제1유로를 개폐시키는 원판형 시트로서, 상기 하우징의 외면에서 제1지지부(223)를 향해 경사지게 형성된다.

여기서, 가압력에 의하여 유로를 개폐하기 위한 구성으로서, 상기 내외측 밸브시트(13, 14)는 합성고무 또는 연질플라스틱 재질이 바람직하지만 압력(P)이 가해지는 방향으로 탄성굽힘될 수 있는 재질이면 족하다.

또한, 상기 내외측 밸브시트(13, 14)는 각각의 지지부(223, 244)를 향해 경사지게 형성되되, 하우징을 기준으로 서로 반대방향으로 경사지게 형성된다.

이를 통해, 가압력에 의해 탄성굽힘되는 내외측 밸브시트가 가압방향에 따라 각각의 경로와 접하는 과정에서 서로 반대되는 경사방향으로 인해 하나의 경로는 폐쇄되고 또 다른 경로는 개방된다. 즉, 상기 유로(221, 242)에 가해지는 가압방향에 대해 외측밸브시트(12) 및 내측밸브시트(13)는 서로 반대되는 방향으로 상기 유로를 개폐시키는 것이다.

이로서, 상기 2웨이 체크밸브(10)는 2개의 경로, 즉 제1경로와 제2경로를 동시에 제어하되, 하나의 입력에 대하여 각 경로에 대한 개방과 폐쇄를 각각 반대로 제어함으로써, 가령 압력이 가해져 유체를 분출하는 경우 제1경로는 개방되고 제2경로는 폐쇄되며, 유로의 방향이 바뀌어 유체를 흡입하는 경우 제2경로는 개방되고 제1경로는 폐쇄되는 방향전환 메커니즘이 구현된다.

본 발명에 따른 용기마개는 상기 2웨이 체크밸브(10)가 적용된 최적의 실시예로서, 용기마개에 적용되는 실시예를 다시 제1실시예와 제2실시예로 나누어 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 제1실시예에서 용기마개는 용기(50)의 상면에 형성되어 용기에 저장된 내용물(51)을 외부로 배출시키는 용기입구(52)에 결합되어 상기 2웨이 체크밸브(10)가 결합되는 내캡(20)과, 상기 용기입구(52)에 나사체결되고 상기 내캡을 포위하는 커버캡(30)을 포함한다.

상기 내캡(20)은, 도 1 및 도 3을 참조하면, 용기(50) 내측에서부터 상기 2웨이 체크밸브(10)를 통해 유입된 액상 또는 분말상의 내용물을 일시적으로 수용하는 부분으로서, 상부면이 개방되고 하부면은 상기 체크밸브가 결합되는 원통형으로 이루어져 용기입구(52)에 고정된다.

좀더 구체적으로, 상기 내캡(20)은 용기입구 및 커버캡과 결합되는 외통부재(21), 상기 외통부재에 연장되어 제1유로가 형성된 내통부재(22), 상기 내통부재에 연장되어 상기 체크밸브가 결합되는 밸브수용부재(23), 상기 밸브수용부재에 연장되어 제2유로가 형성되는 유로관부재(24)를 포함한다.

상기 외통부재(21)는 상기 용기입구(52) 내면에 결합되는 제1결합부(211), 상기 제1결합부에서 연장되어 용기입구 말단을 감싸는 어께부(212)를 포함한다.

여기서, 통상의 용기마개의 용량보다 저장용량을 늘리기 위하여 상기 어깨부에서 연장되는 제2결합부(213)를 더 형성할 수 있다.

이로서, 내캡 내에 저장되는 내용물의 저장용량을 확대시킬 수 있을 뿐만 아니라 커버캡과 면접하는 밀폐면적이 늘어나게 되어 밀폐력을 확대시킬 수 있게 된다. 이는 곧 내캡이 밀폐기능과 저장기능을 동시에 수행하고 있음을 의미한다.

상기 내통부재(22)는 상기 제1결합부 내면에서 연장된 원통형 유로체로서, 제1결합부와 연결되는 원판형 시트(222), 상기 원판형 시트에 형성된 제1유로(221)를 포함하는 제1경로(22A) 및 원판형 시트에 수직하게 연장된 원통형 제1지지부(223)를 포함한다.

여기서, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1지지부(223)가 제1결합부(211)에서 연장되고, 상기 제1지지부에서 원판형 시트(222)가 연장되는 구조도 가능함을 밝혀둔다.

또한, 본 실시예에서 상기 제1유로는 분출유로이며, 제1경로는 분출경로이다.

즉, 사용자가 용기를 가압함에 의해 가압력에 의해 용기 내에 있던 내용물(51)이 상기 분출유로(221)을 통해 외통부재(21)에 수용된다.

이를 위하여 상기 2웨이 체크밸브(10)의 외측밸브시트(12)는 하우징(10)에서 제1지지부(223)을 향하여 가압방향으로 경사지게, 즉 도 2에서 상향경사지게 형성된다.

이로서, 가압방향으로 경사진 외측밸브시트(12)는 가압력에 의해 탄성굽힘되면서 제1유로(221)을 개방하게 되어 용기 내에 있던 내용물(51)이 상기 분출유로(221)을 통해 외통부재(21)에 수용되는 것이다.

또한, 상기 원판형 시트(222)는 그 내부에 상기 밸브수용부재(23)가 형성되고, 상기 제1유로(221)는 상기 원통형 제1지지부(223)와 밸브수용부재 사이에 형성된다.

여기서, 상기 제1유로의 갯수는 바람직하게는 1사분면에서 4사분면에 각각 1개씩 형성할 수 있으나, 유체의 종류 및 사용목적에 따라 적절히 설계할 수 있으며, 또한 그 구조도 원판형 시트의 외형과 그 내부에 형성되는 원통형 밸브수용부재의 형상에 대응하도록 형성하는 것이 바람직하다.

상기 제1지지부(223)는 상기 외측밸브시트(12)가 접하면서 가압방향에 따라 탈부착되면서 개방과 폐쇄를 반복할 수 있도록 충분한 길이를 갖도록 원판형 시트에 수직하게 연장된 원통형 부재이다.

상기 밸브수용부재(23)는 상기 체크밸브(10)가 밸브수용부재에 고정될 수 있도록 상기 내통부재(22)에서 연장되어 상기 체크밸브(10)의 하우징(11) 일측 외면 일부가 면접하도록 원판형 시트(22)에 수직하게 연장된 원통형 제1밀폐부(231) 및 상기 제1밀폐부에서 연장되어 유로관부재(24)에 연결되고 하우징의 일측 말단이 면접하는 원판형 제2밀폐부(232)를 포함한다.

상기 원통형 제1밀폐부(231)의 길이는 상기 밸브(10)의 하우징(11)과 밀폐력 및 체결력을 확보하기 위하여 나사를 형성할 수 있으며 또는 억지끼움 시 밀폐력을 향상시키기 위한 요철이 형성될 수 있다.

또한, 제1밀폐부(231)의 타측 말단 내경에는 상기 체크밸브(10)가 밸브수용부재(23)에 결합될 때 용이하게 삽입되도록 절개부(231a)를 형성하는 것이 바람직하다.

상기 원판형 제2밀폐부(232)는 원통형 하우징의 두께에 대응하는 폭으로 형성되어, 여기서 만일 하우징에 지지턱(14)이 형성된다면 지지턱의 돌출두께를 반영한 폭으로 형성하여, 하우징의 일측을 상기 제1밀폐부(231) 및 상기 제2경로(24A)의 제2지지부(244)와 협동하여 밀착되게 포위할 수 있도록 함으로써 체크밸브가 내캡으로부터 탈락되지 않고 고정되도록 한다.

상기 유로관부재(24)는 밸브수용부재에 연장되어 제2유로가 형성되는 원통형 유로체로서, 상기 제2밀폐부(232)에서 수직하게 연장된 원통형 유로관(241) 및 유로관 타측에 형성된 제2경로(24A)를 포함한다.

여기서, 본 실시예에 따른 상기 제2유로는 흡입유로이고, 제2경로는 흡입경로이다.

즉, 사용자가 용기에 작용시킨 가압력으로 인해 용기에 발생한 부압은 상기 원통형 유로관(241)을 통해 내캡의 외통부재(21)에 수용되어 있던 내용물(51)을 흡입하게 하고 이렇게 유입된 액상 또는 분말상의 내용물은 상기 제2유로(242)를 통해 다시 용기로 수용된다.

이를 위하여 상기 2웨이 체크밸브(10)의 내측밸브시트(13)는 하우징(10)에서 제2지지부(244)를 향하여 가압방향으로 경사지게, 즉 도 2에서 하향경사지게 형성된다.

이로서, 가압방향으로 경사진 내측밸브시트(13)는 가압력에 의해 탄성굽힘되면서 제2유로(242)를 개방하게 되어 외통부재 내에 있던 내용물(51)이 상기 유로(242)를 통해 용기로 수용되는 것이다.

이를 위하여, 상기 원통형 유로관(241)은 용기입구(52) 중심에 위치하면서 제2밀폐부(232)에서 커버캡을 향해 수직하게 길게 빨대형상으로 연장되어 있다.

여기서, 길게 연장된 원통형 유로관(241)의 연장길이(ℓ)는 내캡에 담기는 내용물의 보관량과 직결되는 중요인자이다.

즉, 흡입유로(221)을 통해 분출되어 외통부재(21)에 수용되는 내용물은 상기 유로관(241)의 연장길이(ℓ)만큼 수용되고 상기 연장길이(ℓ)를 넘어설 정도로 과도하게 수용된 내용물은 사용자가 용기에 작용시킨 가압력으로 인해 용기에 발생한 부압에 의해 다시 용기로 흡입되어 수용되어 상기 외통부재에는 항상 상기 연장길이(ℓ) 만큼의 내용물만 수용되게 된다.

상기 제2경로(24A)는 상기 원통형 유로관(241) 타측에 외경을 따라 형성된 제2유로(242) 및 상기 원통형 유로관의 타측 말단을 폐쇄하는 폐색단(245)을 포함한다.

이로서, 상기 유로관(241)을 통해 흡입되는 내용물이 상기 내측밸브시트(13)의 개폐에 의해 제2유로(242)를 통해 용기로 수용될 수 있다.

이를 위해, 상기 제2유로는 유로관(241) 타측에서 연장된 제2밀폐부(232)와 상기 폐색단(245) 사이에 형성되며, 제2류로를 지나서 상기 폐색단 측으로 상기 내측밸브시트(13)가 접하는 제2지지부(244)가 형성된다.

또한, 상기 제2류로를 빠져나온 내용물이 용기로 흡입될 수 있도록 공간을 형성하는 것이 바람직한데, 이를 위하여 유로관 타측의 직경을 축소하는 축경부(243)를 형성한다.

상기 축경부(243)를 통해 직경이 축소된 유로관(241)에 상기 체크밸브의 내측시트밸브(13)가 접하는 제2지지부(244)가 형성되는 것이다.

이로서, 축소된 직경만큼 상기 제2류로(242)를 빠져나온 내용물이 유동할 수 있는 유로공간(S)이 형성되고, 이를 통해 제2류로(242)를 빠져나온 내용물은 내측시트밸브(13)가 탄성굽힘되면서 제2지지부(244)로부터 분리되어 개방한 공간을 통해 용기로 수용되는 것이 용이하게 된다.

이러한 구조를 도 3을 통해 설명하면, 제1밀폐부(232)가 유로관(241)에 형성되어 있고, 그 아래 지지턱(14)이 유로관 외경에 결합되어 있고, 이어서 유로관에 제2유로(242)가 형성되어 있으며, 이어서 축경부(243)가 형성되면서 제2지지부(244)가 연장되어 있다.

상기 커버캡(30)은, 도 1 및 도 4를 참조하면, 용기입구(52)에 나사체결되고 상기 내캡을 포위함으로써 내캡에 수용된 내용물이 외부로 유출되지 않도록 한다.

이를 위하여, 상기 커버캡(30)은 용기 입구(52)의 내주면과 밀봉 가능하게 면접촉되는 외측결합부(31)와, 상기 내캡의 외통부재(21)와 결합되는 내측결합부(32)를 포함한다.

상기 외측결합부(31)는 용기 입구(52)의 숫나사부(도면 기호 미표시)에 나사 결합되는 제3결합부(311)가 형성되고, 제3결합부(311)의 외면에는 커버캡을 용기입구에서 분리하기 위해 손으로 잡고 돌릴 때 미끄럼을 방지하기 위한 미끄럼 방지돌기(312)가 형성된다.

또한, 외통부재(21)의 어깨부(212)가 면접하도록 어깨부 구조에 대응하는 제4결합부(313)가 형성되어 내캡과 커버캡의 밀폐력을 향상시킨다.

상기 내측결합부(32)는 내캡과 커버캡의 밀폐력을 더욱 향상시킬 수 있도록 상기 내캡의 외통부재(21)의 내경과 면접하는 제5결합부(321)과 제5결합부 말단에 형성된 절개부(322)을 포함한다.

또한, 절개부(322)를 제5결합부 말단 외경에 형성함으로써 상기 외통부재(21)가 커버캡에 결합될 때 용이하게 삽입되도록 한다.

또한, 상기 제5결합부(321)의 면접길이(t ₁)은 밀폐력을 감안하여 적절하게 설계할 수 있다.

이렇듯 제5결합부(321)를 형성하여 밀폐력을 향상시키는 이유는 통상적으로 본 발명에 따른 용기마개가 적용된 용기를 사용하는 사용자의 사용행태에 기인하는데, 이러한 사용행태는 용기를 뒤집은 상태, 즉 역립(逆立)한 상태에서 용기에 압력을 가해 내캡으로 내용물을 수용시키는 것으로서, 이렇듯 역립한 상태에서 사용을 함에 따라 내캡과 커버캡의 밀폐력이 더욱 중요해지기 때문이다.

이렇듯 역립(逆立)상태에서 사용하는 사용행태에 따라 상기 커버캡의 중심에는 상기 유로관(241)을 폐쇄하는 인서팅부재(33)를 상기 유로관과 동축으로 형성하는 것이 바람직하다.

즉, 도 5c를 참조하면, 용기를 역립한 상태에서 용기에 압력을 가해 용기의 내용물을 외통부재(21)에 수용시키게 되면, 내용물은 보호캡의 일측부터 수용되어 유로관(241)의 입구는 내용물에 잠기게 된다.

이 상태에서 상기 유로관(241)을 폐쇄시키지 않을 경우 용기 내에 발생하는 부압에 의해 내용물은 유로관을 타고 용기 내로 흡입되게 되므로 외통부재에 잔류하는 내용물의 잔류량이 매우 적게 되어 수용효율이 매우 낮아지는 문제점이 발생한다.

물론, 도 5a와 같이 사용자가 용기를 역립하지 않고 정립(正立)상태에서만 사용한다면 상기 인서팅부재(33)는 생략할 수 있다.

여기서, 상기 제5결합부(321)의 면접길이(t ₁)는 밀폐력을 감안하여 설계하되, 상기 유로관(241)을 폐쇄하는 인서팅부재(33)의 폐쇄길이(t ₂)는 상기 면접길이(t ₁)보다 짧게 형성하는 것이 바람직하다.

이는, 외통부재(21)에 정량이 수용되어, 즉 상기 체크밸브를 기준으로 내캡과 용기의 압력이 평형일 경우, 사용자는 용기를 정립(正立) 시킨 후 커버캡을 개방하게 될 때, 상기 인서팅부재(33)가 제5결합부(321) 보다 먼저 개방되어 외통부재에 과도하게 수용된 내용물을 먼저 흡입하고 잔류 내용물이 상기 유로관(241)의 길이(ℓ)만큼 남은 후 상기 제5결합부(321)가 개방되게 하기 위함이다.

이로서, 상기 유로관의 길이(ℓ)는 정량의 척도가 된다.

이상과 같은 본 발명에 따른 제1실시예에 따른 작동을 설명한다.

도 5a를 참조하면, 용기는 내부에 내용물을 저장한 상태로 정립(正立)되어 있다.

도 5b를 참조하면, 이어서 사용자는 용기의 내용물을 내캡에 수용하고자 용기전체를 역립(逆立)시킨다.

이 역립(逆立)상태에서는 용기 내의 내용물이 체크밸브(10)에 압력을 가하는 상태로서 경사진 내외측밸브시트(12, 13)는 수직하게 가해지는 압력에도 자체 지지력으로 저지하고 있는 상태에 놓인다.

도 5c를 참조하면, 이 상태에서 사용자가 용기에 압력을 가하면, 가압력에 의해 내외측밸브시트(12, 13)는 압력이 가해지는 방향으로 탄성굽힘되면서 휘어진다. 이때, 외측밸브시트(12)의 경사방향이 가압방향에 순방향이되므로 제1지지부(223)의 저지를 받지 않게 되어 제1지지부(223)로부터 떨어지면서 분출유로(221)을 개방한다.

한편, 내측밸브시트(13)의 경사방향은 가압방향에 역방향이되므로 제2지지부(244)에 의해 저지되어 제2지지부(244)를 밀폐하면서 흡입유로(242)를 폐쇄하게 된다.

이때, 가압력에 비례하여 압력이 커지면 분출유로(221)는 많이 열리고 흡입유로(242)는 더욱 밀폐되게 되므로 가압력이 클수록 개방되는 유로의 크기는 커지고, 폐쇄되는 유로의 밀폐력도 커지게 되어 많은 양의 내용물도 빠른 속도로 신뢰성 있게 이송할 수 있는 장점이 있다.

이어서 사용자가 다음 압력을 가하기 위해 압력을 해제할 할 경우 용기는 가압에 의해 형성되었던 부압을 장량캡 내에 있던 공기를 흡입하면서 보상하게 되는데, 이때는 부압에 의한 흡입에 의해 분출유로(221)를 통해 공기가 용기 측으로 이동하려해도 외측밸브시트(12)의 경사방향이 가압방향에 역방향이되므로 제1지지부(223)의 저지를 받게 되어 제1지지부(223)에 저지되어 분출유로(221)을 개방하지 않고, 유로관(241)은 인서팅부재(33)에 의해 폐쇄되어 있으므로 점차 내캡 내부는 압력이 증가되고, 이윽고 용기 내부의 압력과 평형상태에 이르면 사용자는 더 이상 용기에 압력을 가할 수 없는 상태에 이른다.

도 5d를 참조하면, 이 상태에서 사용자는 용기를 다시 정립(正立)시키더라도 내캡에 수용된 내용물은 체크밸브에 지지되어 다시 용기로 재수용되지 않고 내캡 내부에 수용되어 있다.

도 5e를 참조하면, 이 상태에서 사용자는 커버캡(30)을 회전시켜 제3결합부(311)로부터 탈거하면 커버캡이 내캡으로부터 커버캡을 개방되면서 상기 인서팅부재(33)가 제5결합부(321) 보다 먼저 개방되어 외통부재에 과도하게 수용된 내용물은 유로관을 통해 용기에 먼저 흡입되고 잔류 내용물은 상기 유로관(241)의 길이(ℓ)만큼 남은 후 상기 제5결합부(321)가 개방된다.

이렇듯, 커버캡이 내캡으로부터 완전히 탈거되면 내캡 내에 수용된 내용물은 상기 유로관(241)의 길이(ℓ)만큼만 남게 되고, 사용자는 이를 직접 음용하거나 다른 용기로 옮길 수 있게 된다.

본 발명에 따른 제2실시예는, 도 6을 참조하면, 제1실시예에 따른 내캡(20)의 외통부재(21)를 생략하고, 용기 입구(52) 내측에 안착부(53)를 형성하여, 내캡의 내통부재(22)를 상기 안착부에 안착시킴으로서 달성된다.

이로서, 커버캡(30)을 내용물을 수용하는 공간으로 활용할 수 있게 됨에 따라 용기마개를 구성하는 구성요소가 줄어들어 원가가 절약되는 효과가 있다.

이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것이고, 명세서에 게시된 실시예는 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 그러므로 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되고, 그와 균등한 범위 내에 있는 기술적 사항도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 2웨이 체크밸브
11: 하우징 12: 외측밸브시트
13: 내측밸브시트 14: 지지턱
20: 내캡
21: 외통부재 22: 내통부재
23: 밸브수용부재 24: 유로관 부재
30: 커버캡
31: 외측결합부 32: 내측결합부

Claims (12)

1. 몸체를 이루는 하우징(11),
   상기 하우징 외면에 형성되어 제1유로(221)를 개폐시키는 외측밸브시트(12) 및
   상기 하우징 내면에 형성되어 제2유로(242)를 개폐시키는 내측밸브시트(13)를 포함하되,
   상기 유로(221, 242)에 동시에 가해지는 가압력에 대해 외측밸브시트(12) 및 내측밸브시트(13)는 서로 반대되는 방향으로 상기 유로를 개방시키거나 폐쇄시키는 것을 특징으로 하는 2웨이 체크밸브(10)
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 하우징(11)은 제2유로(242)를 갖는 제2경로(24A)에 나사결합 또는 억지끼움으로 부착되는 원통형 몸체로서, 일측과 타측이 서로 관통 형성되고,
   상기 내측밸브시트(13)는 제2유로(242)를 갖는 제2경로(24A)의 제2지지부(244)와 접촉과 분리를 반복함으로써 제2유로를 개폐시키는 원판형 시트로서, 상기 하우징의 내면에서 제2지지부(244)를 향해 경사지게 형성되고,
   상기 외측밸브시트(12)는 제1유로(221)를 갖는 제1경로(22A)의 제1지지부(223)와 접촉과 분리를 반복함으로써 제1유로를 개폐시키는 원판형 시트로서, 상기 하우징의 외면에서 제1지지부(223)를 향해 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 2웨이 체크밸브(10).
   
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 각각의 지지부(223, 244)를 향해 경사지게 형성되는 내외측 밸브시트(13, 14)의 경사방향은 상기 하우징을 기준으로 서로 반대방향인 것을 특징으로 하는 2웨이 체크밸브(10).
   
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 2웨이 체크밸브를 포함하는 용기마개로서,
   상기 용기마개는 용기(50)의 상면에 형성되어 용기에 저장된 내용물(51)을 외부로 배출시키는 용기입구(52)에 결합되고 상기 2웨이 체크밸브(10)가 결합되는 내캡(20)과, 상기 용기입구(52)에 나사체결되고 상기 내캡을 포위하는 커버캡(30)을 포함하는 것을 특징으로 하는 용기마개.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 내캡(20)은 용기입구 및 커버캡과 결합되는 외통부재(21), 상기 외통부재에 연장되고 제1유로가 형성된 내통부재(22), 상기 내통부재에 연장되고 상기 체크밸브가 결합되는 밸브수용부재(23), 상기 밸브수용부재에 연장되고 제2유로가 형성되는 유로관부재(24)를 포함하는 것을 특징으로 하는 용기마개.
   
6. 청구항 4에 있어서,
   상기 내캡(20)은 용기 입구(52) 내측에 형성된 안착부(53)에 안착되고 제1유로가 형성된 내통부재(22), 상기 내통부재에 연장되고 상기 체크밸브가 결합되는 밸브수용부재(23), 상기 밸브수용부재에 연장되고 제2유로가 형성되는 유로관부재(24)를 포함하는 것을 특징으로 하는 용기마개.
   
7. 청구항 5에 있어서,
   상기 외통부재(21)는 상기 용기입구(52) 내면에 결합되는 제1결합부(211), 상기 제1결합부에서 연장되어 용기입구 말단을 감싸는 어께부(212)를 포함하는 것을 특징으로 하는 용기마개.
   
8. 청구항 5에 있어서,
   상기 내통부재(22)는 상기 제1결합부 내면에서 연장된 원통형 유로체로서, 제1결합부와 연결되는 원판형 시트(222), 상기 원판형 시트에 형성된 제1유로(221)를 포함하는 제1경로(22A) 및 원판형 시트에 수직하게 연장된 원통형 제1지지부(223)를 포함하는 것을 특징으로 하는 용기마개.
   
9. 청구항 5에 있어서,
   상기 밸브수용부재(23)는 상기 체크밸브(10)가 밸브수용부재에 고정될 수 있도록 상기 내통부재(22)에서 연장되어 상기 체크밸브(10)의 하우징(11) 일측 외면 일부가 면접하도록 원판형 시트(22)에 수직하게 연장된 원통형 제1밀폐부(231) 및 상기 제1밀폐부에서 연장되어 유로관부재(24)에 연결되고 하우징의 일측 말단이 면접하는 원판형 제2밀폐부(232)를 포함하는 것을 특징으로 하는 용기마개.
   
10. 청구항 5에 있어서,
    상기 유로관부재(24)는 밸브수용부재에 연장되어 제2유로가 형성되는 원통형 유로체로서, 상기 제2밀폐부(232)에서 수직하게 연장된 원통형 유로관(241) 및 유로관 타측에 형성된 제2경로(24A)를 포함하되,
    상기 제2경로(24A)는 상기 원통형 유로관(241) 타측에 외경을 따라 형성된 제2유로(242) 및 상기 원통형 유로관의 타측 말단을 폐쇄하는 폐색단(245)을 포함하는 것을 특징으로 하는 용기마개.
    
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 원통형 유로관(241)의 연장길이(ℓ)는 내캡에 담기는 내용물의 보관량을 결정하는 것을 특징으로 하는 용기마개.
    
12. 청구항 5에 있어서,
    상기 커버캡(30)은 용기 입구(52)의 내주면과 밀봉 가능하게 면접촉되는 외측결합부(31)와, 상기 내캡의 외통부재(21)와 결합되는 내측결합부(32)와 상기 유로관부재(24)의 유로관(241)을 폐쇄하는 인서팅부재(33)를 포함하는 것을 특징으로 하는 용기마개.
    

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