KR101180522B1 - 액체 용기용 포밍 펌프 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액체용기용 포밍 펌프 장치에 관한 것으로, 액체를 수용하는 용기에 결합되어 액체와 기체를 혼합하여 사용자가 노즐부를 가압 및 가압해제에 의한 이동에 따라 거품 상태를 생성시키는 액체용기용 포밍 펌프 장치에 있어서, 상기 노즐부가 관통 가능하게 마련되고 액체를 수용 가능하게 상기 용기의 일측과 결합되는 노즐부와; 일측은 상기 용기의 타측에 결합되고 타측은 상기 노즐부에 결합되며, 중앙 영역에는 상기 용기로부터 흡입된 액체를 수용 가능하게 마련된 액체 실린더와 상기 액체 실린더로부터 반경 방향을 따라 외측으로 연장되어 기체를 수용 가능하게 마련된 기체 실린더를 구비한 실린더부와; 액체 및 기체가 혼합되어 토출되는 토출 위치와 액체 및 기체가 흡입되는 흡입 위치 사이를 슬라이딩 이동 가능하게 상기 실린더부에 결합된 피스톤부;를 포함하며, 상기 피스톤부는, 상기 흡입 위치와 상기 토출 위치 사이를 이동하는 과정에서 상기 액체 실린더에 슬라이딩 이동 가능하게 결합된 액체 피스톤 링을 갖는 액체 피스톤과, 상기 액체 피스톤에서 외측으로 연장되어 상기 기체 실린더에 슬라이딩 이동 가능하게 결합된 기체 피스톤 링을 갖는 기체 피스톤을 각각 포함하고 상기 액체 피스톤과 상기 기체 피스톤이 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.
이에, 본 발명에 따르면, 보다 효율적인 거품 형성을 할 수 있으며, 혼합액의 흘러내림을 예방할 수 있으며, 기체와 액체를 밀봉 내지 폐쇄시키는 구조가 간단하고, 수명이 증대되며, 펌핑의 효율성이 향상될 수 있는 액체 용기용 포밍 펌프 장치를 제공할 수 있다.

Description

액체 용기용 포밍 펌프 장치 {Foam Pumping Device for Liquid Vessel}

본 발명은 액체용기용 포밍 펌프 장치에 관한 것으로, 구체적으로, 상호 혼합되는 기체 및 액체의 통로가 개방 또는 밀폐되는 구조 등을 개선한 액체용기용 포밍 펌프 장치에 관한 것이다.

일반적으로 포밍 펌프 장치는 헤어스타일을 위한 무스, 세안용 크림, 액체비누, 주방용 세제, 염색제 등에 널리 사용되며, 액상의 내용물에 적절한 양의 가스를 혼합 및 압출하여 거품을 발생시키는 형태로 사용되고 있다. 그러나 종래 포밍 펌프 어셈블리가 적용된 제품에서는 용기 내부에 압축가스를 채워야하기 때문에, 제작 상에 상당한 기술적 어려움이 있으며, 사용할 때마다 흔들어주어야 하는 불편함이 있다.

또한, 제품 용기가 기울어진 상태에서는 충진 액을 거품상태로 분출시키지 못하고 압축가스만 분사되는 단점이 있다.

이러한 단점을 해결하기 위해, 최근에는 공기를 충전시키거나 흔들어 사용하지 않고 외부공기와 액체 내용물을 적절히 혼합시켜 거품으로 분출하는 종래 기술이 등록실용신안공보 제20-0169773호(고안의 명칭:거품발생기의 공기 밸브장치), 공개특허공보 제2010-0137407호, 제2008-0012906호, 제2008-0088634호, 일본의 실용신안공개번호 실개평6-69161호에 개시되어 있다.

이러한 종래 기술에서는 기체와 액체가 개방 및 밀폐되는 구조가 복잡하고 부품이 많이 소요된다는 단점이 있다.

또한, 액체용기용 포밍 형성 장치는 경제적 비용이 저렴하면서도 사용이 간단하고 편리하고 양호한 거품이 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 목적은, 보다 효율적인 거품 형성을 할 수 있으며, 혼합액의 흘러내림을 예방할 수 있는 액체 용기용 포밍 펌프 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 기체와 액체를 밀봉 내지 폐쇄시키는 구조가 간단하고, 수명이 증대되며, 펌핑의 효율성이 향상될 수 있는 액체 용기용 포밍 펌프 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 부품 수를 감소시키고 장치가 단순하면서도 제작, 조립 등이 간단하고 편리하여 경제성을 향상시킬 수 있는 액체 용기용 포밍 펌프 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 보다 부드럽고 안정적으로 가압되며, 급작스럽고 다량의 혼합액이 토출되는 것을 예방할 수 있는 액체 용기용 포밍 펌프 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은, 액체를 수용하는 용기에 결합되어 액체와 기체를 혼합하여 사용자가 노즐부를 가압 및 가압해제에 의한 이동에 따라 거품 상태를 생성시키는 액체용기용 포밍 펌프 장치에 있어서, 상기 노즐부가 관통 가능하게 마련되고 액체를 수용 가능하게 상기 용기의 일측과 결합되는 노즐부와; 일측은 상기 용기의 타측에 결합되고 타측은 상기 노즐부에 결합되며, 중앙 영역에는 상기 용기로부터 흡입된 액체를 수용 가능하게 마련된 액체 실린더와 상기 액체 실린더로부터 반경 방향을 따라 외측으로 연장되어 기체를 수용 가능하게 마련된 기체 실린더를 구비한 실린더부와; 액체 및 기체가 혼합되어 토출되는 토출 위치와 액체 및 기체가 흡입되는 흡입 위치 사이를 슬라이딩 이동 가능하게 상기 실린더부에 결합된 피스톤부;를 포함하며, 상기 피스톤부는, 상기 흡입 위치와 상기 토출 위치 사이를 이동하는 과정에서 상기 액체 실린더에 슬라이딩 이동 가능하게 결합된 액체 피스톤 링을 갖는 액체 피스톤과, 상기 액체 피스톤에서 외측으로 연장되어 상기 기체 실린더에 슬라이딩 이동 가능하게 결합된 기체 피스톤 링을 갖는 기체 피스톤을 각각 포함하고 상기 액체 피스톤과 상기 기체 피스톤이 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 액체용기용 포밍 펌프 장치에 의하여 달성된다.

또한, 상기 액체 피스톤에는, 내측에 형성된 액 통로에서 돌출 형성된 피스톤 체크 밸브 물림부와; 상기 액 통로에 수용되어 상기 흡입 위치에서 상기 피스톤 체크 밸브 물림부와 맞물리고 상기 토출 위치에서 상기 피스톤 체크 밸브 물림부와 맞물림 해제 가능하게 마련된 피스톤 체크 밸브 걸림부를 포함하는 피스톤 체크 밸브;가 더 포함되는 것이 바람직하다.

또한, 일측은 상기 액체 피스톤 내측에 결합되고 타측은 상기 액체 실린더 내측에 지지되어 상기 액체 실린더에 대하여 상기 피스톤 체크 밸브를 상기 피스톤 체크 밸브 물림부를 향하여 탄성 가압 가능하게 비선형적으로 신축되는 탄성 부재;를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 탄성 부재에서는 상기 액체 실린더에 수용되는 하측 끝단을 포함하는 영역은 상기 액체 실린더에 의해 지지 가능한 제1 외경을 가지며, 상기 제1 외경에서 상기 피스톤 체크 밸브를 탄성 가압하는 상측 끝단까지 외경이 점점 줄어들거나 점점 늘어나는 것이 바람직하다.

또한, 상기 액체 실린더의 하측에는 용기의 액체를 흡입하는 흡입구가 포함되며, 상기 흡입구를 상기 흡입 위치 및 상기 토출 위치에서 각각 개방 및 폐쇄 가능하게 마련된 체크 밸브;를 더 구비하고, 상기 탄성 부재는 상기 체크 밸브가 개방 또는 폐쇄되는 과정에서 상기 체크 밸브를 가압하지 않도록 상기 하측 끝단이 상기 액체 실린더에 지지되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 탄성 부재는 양단부가 중심을 향하여 동일한 평면상에서 감겨져 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 액체 피스톤링에서 상기 기체 피스톤링으로 연장되는 판면에서 돌출하여 형성된 피스톤 실링 부재와; 일측은 상기 노즐부에 결합되고 타측은 상기 피스톤부에 결합되며, 기체와 액체가 혼합되는 혼합실과, 상기 피스톤 실링 부재와 대응되는 위치에 형성된 혼합실 실링 부재를 포함하는 혼합부;를 구비하며, 상기 피스톤 실링 부재와 상기 혼합실 실링 부재는 상기 노즐부의 가압 및 가압 해제에 따른 하강 및 상승에 의하여 상기 피스톤 실링 부재와 상기 혼합실 실링 부재가 상기 실린더부에서 상기 혼합실로 향하는 기체 통로를 각각 폐쇄 및 개방하는 기체 폐쇄 위치 및 기체 개방 위치 사이를 이동하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 피스톤 실링 부재와 상기 혼합실 실링 부재는 상기 피스톤부의 이동방향에 대하여 상호 대향되게 경사져 상기 기체 폐쇄 위치에서는 기밀이 유지 가능하게 원주 방향을 따라 면과 면이 맞물리는 것이 바람직하다.

또한, 상기 피스톤 실링 부재와 상기 혼합실 실링 부재가 개방 및 폐쇄되고, 상기 체크 밸브 물림부와 상기 체크 밸브 걸림부가 상호 맞물림 해제 및 맞물리는 과정에서, 상기 실린더부에 대하여 상기 피스톤부는 이동하지 않으면서 상기 탄성 부재가 신축되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 혼합부는 상기 기체 실린더에서 상기 혼합실로 유입되는 과정에서 기체가 원주 방향에서 고르게 분산되도록 상기 혼합실로 안내하는 공기 분산유로를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 일측은 상기 혼합부에 결합되고 타측은 상기 노즐부에 결합되어 상기 혼합실에서 혼합된 기체와 액체를 안내하면서 거품을 형성시키는 포밍부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 목적은, 액체를 수용하는 용기에 결합되어 액체와 기체를 혼합하여 사용자가 노즐부를 누름 및 누름해제에 의한 이동에 따라 거품 상태를 생성시키는 액체용기용 포밍 펌프 장치에 있어서, 상기 노즐부가 관통 가능하게 마련되고 액체를 수용 가능하게 상기 용기의 일측과 결합되는 노즐부와; 일측은 상기 용기의 타측에 결합되고 타측은 상기 노즐부에 결합되며, 중앙 영역에는 상기 용기로부터 흡입된 액체를 수용 가능하게 마련된 액체 실린더와 상기 액체 실린더로부터 반경 방향을 따라 외측으로 연장되어 기체를 수용 가능하게 마련된 기체 실린더를 구비한 실린더부와; 액체 및 기체가 혼합되어 토출되는 토출 위치와 액체 및 기체가 흡입되는 흡입 위치 사이를 슬라이딩 이동 가능하게 상기 실린더부에 결합되며, 상측의 판면에서 연장 형성된 피스톤 실링 부재를 가지며, 상기 흡입 위치와 상기 토출 위치 사이를 이동하는 과정에서 상기 액체 실린더에 슬라이딩 이동 가능하게 결합된 액체 피스톤 링을 갖는 액체 피스톤과, 상기 액체 피스톤에서 외측으로 연장되어 상기 기체 실린더에 슬라이딩 이동 가능하게 결합된 기체 피스톤 링을 갖는 기체 피스톤을 구비한 피스톤부와; 일측은 상기 노즐부에 결합되고 타측은 상기 피스톤부에 결합되며, 상기 피스톤부의 이동에 의해 기체와 액체가 혼합되는 혼합실과, 상기 피스톤 실링 부재와 대응되는 위치에 형성된 혼합실 실링 부재를 포함하는 혼합부와; 상기 피스톤부에 지지되는 탄성 부재에 의하여 가압 탄성되고 상기 액체 피스톤의 내측에 마련되어 상기 용기에서 흡입된 액체를 상기 혼합실로 안내하는 액체 통로를 상기 노즐부의 가압에 의해 개방 및 폐쇄 가능하게 결합된 피스톤 체크 밸브;를 구비하며, 상기 피스톤 실링 부재와 상기 혼합실 실링 부재는 상기 노즐부의 가압 및 가압 해제에 따른 하강 및 상승에 의하여 상기 피스톤 실링 부재와 상기 혼합실 실링 부재가 상호 맞물려 상기 실린더부에서 상기 혼합실로 향하는 기체 통로를 각각 폐쇄 및 개방하는 기체 폐쇄 위치 및 기체 개방 위치 사이를 이동하는 것을 특징으로 하는 액체용기용 포밍 펌프 장치에 의해서도 달성된다.

또한, 상기 액체 피스톤에는, 내측의 액 통로에서 돌출 형성된 피스톤 체크 밸브 물림부와; 상기 흡입 위치에서 상기 피스톤 체크 밸브 물림부와 맞물리고 상기 토출 위치에서 상기 피스톤 체크 밸브 물림부와 맞물림 해제 가능하게 마련된 피스톤 체크 밸브 걸림부를 포함하는 피스톤 체크 밸브;가 더 포함되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 노즐부의 가압에 의해 상기 피스톤부가 상기 실린더부에 대하여이동하지 않은 상태에서 상기 혼합부가 상기 피스톤부에 대하여 하강하여 상기 피스톤 실링부재와 상기 혼합실 실링 부재는 상호 맞물리고, 상기 피스톤 체크 밸브 물림부와 상기 피스톤 체크 밸브 걸림부는 상호 맞물림 해제되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 혼합실에서 혼합된 액체와 기체의 통로를 개방 가능하게 내측으로 돌출 형성된 혼합실 스토퍼가 상기 피스톤 체크 밸브를 가압하여 상기 피스톤 체크 밸브 물림부와 상기 피스톤 체크 밸브 걸림부가 맞물림 해제되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 액체 피스톤과 상기 기체 피스톤이 일체로 형성된 것이 바람직하다.

이에, 본 발명에 따르면, 보다 효율적인 거품 형성을 할 수 있으며, 혼합액의 흘러내림을 예방할 수 있으며, 기체와 액체를 밀봉 내지 폐쇄시키는 구조가 간단하고, 수명이 증대되며, 펌핑의 효율성이 향상될 수 있는 액체 용기용 포밍 펌프 장치를 제공할 수 있다.

또한, 부품 수를 감소시키고 장치가 단순하면서도 제작, 조립 등이 간단하고 편리하여 경제성을 향상시킬 수 있고, 보다 부드럽고 안정적으로 가압되며, 급작스럽고 다량의 혼합액이 토출되는 것을 예방할 수 있는 액체 용기용 포밍 펌프 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 액체용기용 거품 형성 장치의 분해 단면도,
도 2는 도 1의 흡입 위치에서의 구성을 설명하기 위한 단면도,
도 3은 도 1의 토출 위치에서의 구성을 설명하기 위한 단면도,
도 4는 도 2의 흡입되는 과정을 설명하기 위해 요부를 부분적으로 확대한 단면도,
도 5는 도 2의 토출되는 과정을 설명하기 위해 요부를 부분적으로 확대한 단면도,
도 6은 혼합실을 절단한 부분 사시도,
도 7a는 탄성 부재를 설명하기 위한 개략도,
도 7b는 탄성 부재의 변형 상태를 설명하기 위한 그래프,
도 8a 및 도 8b는 토출 및 흡입하는 과정에서의 스트로크 변화와 가압력과의 관계를 도시한 개략도이다.

본 발명의 실시예에 따른 액체용기용 포밍 펌프 장치(이하에서 간략하게 ‘포밍 펌프 장치’라고 부른다. 100)를 도 1 내지 도 8b를 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 액체용기용 거품 형성 장치의 분해 단면도이며, 도 2는 도 1의 흡입 위치에서의 구성을 설명하기 위한 단면도이고, 도 3은 도 1의 토출 위치에서의 구성을 설명하기 위한 단면도이며, 도 4는 도 2의 흡입되는 과정을 설명하기 위해 요부를 부분적으로 확대한 단면도이고, 도 5는 도 2의 토출되는 과정을 설명하기 위해 요부를 부분적으로 확대한 단면도이며, 도 6은 혼합실을 설명하기 위해 절단한 부분 사시도이고, 도 7a는 탄성 부재를 설명하기 위한 개략도이며, 도 7b는 탄성 부재의 변형 상태를 설명하기 위한 그래프이고, 도 8a 및 도 8b는 토출 및 흡입하는 과정에서의 스트로크 변화와 가압력과의 관계를 도시한 개략도이다.

이하에서 설명의 편의를 위하여 도 1에 도시된 바와 같은 상태에서 노즐부(110)가 위치한 부분을 상측, 캡부(130)에 결합된 용기(10)에 수용된 액체가 수용되어 있는 바닥 부분을 하측이라고 한다. 즉, Y축의 상방향이 상측 하방향이 하측이다. 이하에서 기체라 함은 공기를 포함한다. 경우에 따라 기체와 공기를 혼용하기도 한다.

본 발명에 따른 포밍 펌프 장치(100)는, 액체를 수용한 용기(10)와 함께 외관을 형성하고 사용자가 가압하여 거품이 형성된 액체가 토출되는 토출구(111)를 구비하고 외부에서 가해지는 가압력에 의해 상하로 이동하는 중심축선(도 1의 “Y”방향 참조)을 따라 상승 및 하강 가능한 노즐부(110)와, 기체와 액체가 수용되는 공간을 갖는 실린더부(250)와, 실린더부(250)와 결합되어 형성된 공간에 액체 또는 기체를 흡입 및 토출시키는 압력을 발생시키는 피스톤부(230)를 갖는다.

또한, 포밍 펌프 장치(100)는 용기(10) 및 실린더부(250)와 결합되어 장치(100)의 외관을 형성하는 캡부(130)와, 노즐부(110)와 피스톤부(230)에 결합되어 액체와 기체를 혼합시키는 공간인 혼합실(217)을 구비한 혼합부(210)와, 혼합부(210)에서 배출되는 혼합액에 보다 미세하고 균일한 거품을 형성시킬 수 있는 포밍부(150)를 구비한다.

그리고, 포밍 펌프 장치(100)는 기체나 액체의 출입을 개방 또는 폐쇄할 수 있도록 마련된 체크 밸브(270)와, 피스톤 체크 밸브(240) 등을 구비한다.

노즐부(110)는 사용자가 가압을 할 수 있는 부분으로 본 포밍 펌프 장치(100)의 상측에 위치하고 있다. 노즐부(110)는 중앙 영역에 거품이 형성된 액체가 토출되는 통로인 노즐 액 유로(111a)가 형성되어 있으며 끝단부에 외부로 액체가 토출되는 토출구(111)를 구비한다. 노즐부(110)는 외관을 형성하는 노즐 외통(119a)과, 노즐 외통(119a)의 내측에 통 형상으로 마련되어 포밍부(150)가 결합되는 포밍부 수용부재(115a)와, 혼합부(210)를 수용하여 안내하는 혼합부 수용부재(115b)를 구비하고, 포밍부(150)의 상측을 지지 가능하게 노즐 액 유로(111a)를 개방하도록 내측을 향하여 돌출 형성된 노즐 리브(113)와, 혼합실 걸림턱(219d)과 맞물리는 하단부의 내통 하단부재(115c)를 갖는 노즐 내통(119b)을 구비한다.

그리고, 혼합부 수용부재(115b)에는 혼합부(210)와 결합 상태를 유지할 수 있도록 판면으로부터 함몰 내지 돌출 형성된 노즐 물림부(117)가 형성되어 있다. 이에, 노즐 물림부(117)와 이에 대응하여 맞물릴 수 있도록 혼합부(210)에 형성된 노즐 걸림부재(219f)가 상호 결합되어 노즐부(110)와 혼합부(210)의 결합된 상태를 유지할 수 있으며, 일정한 외력을 가하지 않으면 이러한 결합 상태는 지속적으로 유지될 수 있다.

캡부(130)의 일측은 용기(10)와 기밀 유지 가능하게 결합되며, 타측은 실린더부(250)와 결합되고 중앙에는 노즐부(110)가 상승 및 하강될 수 있도록 관통 형성된 관통공(131)을 구비하고 있다. 이에, 노즐부(110)와, 캡부(130) 및 용기(10)는 본 포밍 펌프 장치(100)의 외관을 형성한다. 관통공(131) 내측에 결합되는 노즐 외통(119a)과 관통공(131) 사이의 틈 사이로 외부 공기가 기체 실린더(253)으로 유입될 수 있다.

캡부(130)는 용기(10)와 나사 결합을 포함하는 결합 수단인 체결 부재(133)와, 내측으로부터 필요에 따라 혼합부(210)의 상승을 제한하는 혼합부 스토퍼(135a)와, 필요에 따라 피스톤부(230)의 상승을 제한하는 피스톤부 스토퍼(135b)와, 실린더부(250)의 상측이 지지되는 실린더부 스토퍼(135c)를 각각 구비하고 있다.

포밍부(150)는 상측은 노즐부(110)의 포밍부 수용부재(115a)에 결합되고, 하측은 혼합부(210)의 포밍 결합부(219g)에 결합되어 상측과 하측의 혼합액 통로를 망 또는 네트 형상의 거품 형성부재(151a, 151b)가 각각 마련되어 이 거품 형성부재(151a, 151b)를 혼합액이 통과하면서 거품이 미세하면서도 크기 등이 균일하게 형성될 수 있다.

혼합부(210)는 두 개의 상태인 기체와 액체가 각각 유도되어 혼합되는 부분으로 상측의 내측은 혼합된 액이 토출되는 부분으로 포밍부(150)와 결합 가능하게 마련된 포밍 결합부(219g)가 마련되어 있고 외측은 노즐부(110)와 결합된다. 혼합부(210)의 상측 외측에는 노즐 물림부(117)와 맞물려 노즐부(110)와 혼합부(210)가 결합 유지될 수 있는 노즐 걸림부재(219f)가 마련되어 있고, 그 하단에는 노즐부(110)의 내통 하단부재(115c)와 접촉 가능하게 형성된 혼합실 걸림턱(219d)이 외측으로 돌출 형성되어 있다. 그리고, 혼합부 상측의 내측에는 포밍부(150)를 지지할 수 있는 내측으로 리브 형상으로 돌출된 포밍부 지지턱(219e)이 형성된다.

혼합부(210)의 중간 영역은 액체와 기체가 혼합되어 혼합액이 형성되는 영역으로 원통 형상으로 주로 기체의 유로를 안내하는 혼합실 외통(211)과 혼합실 외통(211)과 이격되어 원통 형상의 상측에서 아래로 연장 형성된 혼합실 내통(213)으로 이루어져 있다.

그리고, 혼합부(210)의 하측은 혼합실 외통(211)의 하단부에서 외측으로 연장 형성된 판 형상으로 이루어지고 판면에 형성되어 피스톤 실링부재(239)와 맞물리는 혼합실 실링부재(215)를 구비한다.

혼합실 내통(213)의 하측은 원통 형성의 하단부를 간격을 두고 절취 형성한 공기 분산유로(216)를 갖는다. 이러한 공기 분산유로(216)는 혼합실(217)로 유입되는 기체가 혼합실 내통(213)의 외측 둘레 방향에서 중심 축선으로 균일하게 분산되어 안내될 수 있도록 유도한다. 이에, 기체와 액체가 고르게 혼합되어 액체 덩어리를 형성하기 않고 미세한 거품을 갖는 혼합액을 형성할 수 있도록 할 수 있다.

그리고, 혼합실 외통(211)의 내측 판면에서 돌출 형성되어 액체 피스톤(233)의 상측 외경을 슬라이딩 안내하도록 다수의 돌기 형상으로 마련된 외통 내측리브(219a)가 마련된다.

또한, 혼합실(217)의 중앙에는 혼합액이 혼합실(217)에서 노즐부(110)로 흐를 수 있도록 관통 형성된 혼합액 통로(219c)가 관통 형성되어 있다. 혼합액 통로(219c)에서 혼합실 내통(213)의 내측을 향하여 경사진 리브 형상의 혼합실 스토퍼(219b)가 소정의 간격으로 다수 예를 들면, 3개 내지 5개 정도 형성되어 있다. 혼합실 스토퍼(219b)의 내경은 아래로 갈수록 점점 넓어지는 형상이다. 본 발명에 따르면, 혼합실 스토퍼(219b)에 피스톤 체크 밸브(240)의 상단면이 탄성 부재(290)에 의해 탄성 가압되어 접촉되는 구조이다.

이러한 혼합부(210)의 혼합실(217) 부근을 부분적으로 절단하여 보여주는 사시도가 도 6이다.

즉, 피스톤 체크 밸브(240)의 상단면이 접촉되더라도 복수의 리브 형상의 원주 상으로 이격 배치된 혼합실 스토퍼(219b)와 혼합실 내통(213) 사이의 틈새를 통하여 혼합액은 혼합액 통로(219c)를 통해 노즐부(110)로 안내될 수 있다.

피스톤부(230)는 실린더부(250)와 결합되어 흡입 위치와 토출 위치 사이를 이동하는 과정에서 액체 실린더(255)에 슬라이딩 이동 가능하게 결합된 액체 피스톤링(233a)을 갖는 액체 피스톤(233)과, 액체 피스톤(233)에서 외측으로 연장되어 기체 실린더(253)에 슬라이딩 이동 가능하게 결합된 기체 피스톤링(231a)을 갖는 기체 피스톤(231)을 각각 구비한다.

여기서 액체 피스톤(233)과 기체 피스톤(231)은 종래 기술과 달리 일체로 형성된 것이 바람직하다. 이에, 부품 수량을 줄일 수 있으며 조립 등에 따른 비용을 감소시킬 수 있어 경제성을 향상시킬 수 있다.

액체 피스톤(233)은 중심축선을 따라 비어 있는 긴 원통 형상으로 구비되어 있다. 액체 피스톤(233)의 하측에는 액체 실린더(255)의 내벽과 접촉되어 슬라이딩 이동하면서 액체가 기체 실린더(253)측으로 누설되지 않도록 굴곡된 형상을 갖는 액체 피스톤링(233a)이 구비되어 있다. 액체 피스톤링(233a)의 상측으로는 탄성 부재(290)를 수용할 수 있는 피스톤 스프링 수용부재(235)가 마련되어 있으며, 피스톤 스프링 수용부재(235) 상측으로는 피스톤 체크 밸브(240)를 수용하고 피스톤 체크 밸브(240)가 지지되어 액체가 상측으로 토출되는 통로를 개방 및 폐쇄할 수 있도록 내경측으로 돌출 형성된 피스톤 체크밸브 물림부(237)가 구비된다.

액체 피스톤(233)과 기체 피스톤(231) 사이에는 대체로 피스톤부(230)의 승강 및 하강 방향의 가로 방향을 따라 연장된 피스톤 판면부재(238)가 구비되어 있다. 한편, 피스톤 판면부재(238)의 판면에서 돌출 내지 함몰되어 외부 공기와 기체 실린더 또는 혼합실(217) 사이의 기밀을 유지할 수 있도록 혼합실 실링부재(215)와 맞물리는 피스톤 실링부재(239)가 구비된다. 또한, 액체 피스톤(233)과 피스톤 실링부재(239) 사이의 피스톤 판면부재(238)를 관통 형성된 다수의 공기 구멍(238b)이 형성되어 기체 실린더(253)로 외부 기체가 흡입되거나, 기체 실린더(253)의 기체가 혼합실(217)로 유도될 수 있다.

또한 피스톤 판면부재(238)와 액체 피스톤(233) 사이에는 액체 피스톤(233)이 액체 실린더(255)와 슬라이딩하면서 기밀을 유지할 수 있는 강도를 유지할 수 있도록 원주 방향을 따라 다수의 피스톤 리브(238a)가 형성되어 있다.

피스톤 체크 밸브(240)는 액체 피스톤(233) 내부에 결합되어 실린더부(250)에 대하여 피스톤부(230)를 향하여 탄성 부재(290)에 의해 탄성 가압되도록 결합되어 있다. 피스톤 체크 밸브(240)는 내부가 비어 있지 않는 원통형상으로 상측의 직경이 작고 하측의 직경이 크며, 중간부는 상측에서 하측으로 갈수록 직경이 커지는 원뿔 형상의 단면을 갖는다. 피스톤 체크 밸브(240)의 중간부는 피스톤 체크밸브 물림부(237)와 상호 맞물리는 형상으로 된 피스톤 체크밸브 걸림부(243)이다. 그리고, 하측의 직경이 큰 부분의 외경에서 길이 방향을 따라 돌출 형성된 폭이 좁은 복수의 돌기 형상의 밸브 돌기(245)가 형성되어 밸브 돌기(245)가 피스톤 체크 밸브(240)의 승강 및 하강시에 안정적으로 액체 피스톤(233) 내측벽을 따라 안내되어 피스톤 체크 밸브(240)의 전도, 흔들림 등이 발생되는 것을 예방할 수 있다.

이에, 피스톤 체크 밸브(240)에서는 액체의 흡입과 토출이 보다 안정적으로 이루어질 수 있다.

실린더부(250)는 기체 및 액체를 수용할 수 있도록 공간으로 형성된 컵 형상으로 구비된다. 실린더부(250)는 상측은 피스톤부(230)가 결합될 수 있도록 개방되어 있으며, 상측의 가장자리에 중심축선에서 반경 방향을 따라 돌출 형성되어 캡부(130)에 지지되어 용기와 결합되는 용기 결합부재(251)가 형성되어 있으며, 용기 결합부재(251)에서 하측으로 연장되고 하단부에서 반경 방향의 내측으로 연장되어 기체 피스톤(231)이 결합되어 슬라이딩 이동하면서 기체를 수용하는 공간을 형성하는 기체 실린더(253)를 구비한다. 또한, 중앙부분에 기체 실린더(253)에서 연장되어 원통 형상으로 중심축선(“Y" 축선 참조)을 중심으로 공간을 형성하여 액체 피스톤(233)과 결합하여 액체 피스톤(233)의 이동에 따라 액체를 흡입하고 토출할 수 있는 공간인 액체 실린더(255)를 더 구비한다.

액체 실린더(255)의 하측에 탄성 부재(290)가 수용될 수 있는 스프링 수용부(257a)가 형성되어 있으며, 스프링 수용부(257a)의 하단부에는 탄성 부재(290)가 지지되도록 내경이 작아지는 스프링 걸림턱(259)이 구비되어 있고 스프링 걸림턱(259)에서 하측으로 갈수록 점점 내경이 좁아지도록 형성되어 체크 밸브(270)가 결합 가능하게 체크 밸브 수용부(257b)가 각각 구비되어 있다. 또한, 체크밸브 수용부(257b) 하단부에는 용기(10)의 바닥의 액체까지 흡입할 수 있는 길이를 갖는 대롱 형상의 액 흡입유도관(263)이 결합될 수 있는 액 노즐부(261)가 마련되어 있다.

한편, 액체 실린더(255)의 벽면에는 공기공(257c)이 관통 형성되어 있어 용기(10) 내부의 액체가 빠져 나가는 용량만큼 공기가 외부에서 용기(10) 내부로 출입할 수 있어 액체의 흡입이 매우 원활하게 이루어 질 수 있다. 이러한 공기공(257c)은 실린더부(250)가 승강을 완료한 상태에서는 외부와 용기(10) 사이에 공기의 출입이 없도록 액체 실린더(255)에 의해 폐쇄되어 전도 등에 의하여 체크 밸브(270)가 체크 밸브 수용부(257b)에서 이탈되어도 액체가 실린더부(250)로 흘러들어가지 않도록 하는 것이 바람직하다.

탄성 부재(290)는 액체 피스톤(233) 및 액체 실린더(255) 내부에 수용되어 하측은 액체 실린더(255)의 스프링 걸림턱(259)에 지지되고 상측은 피스톤 체크 밸브(240)와 결합하여 실린더부(250)에 대하여 피스톤 체크 밸브(240) 또는 피스톤부(230)를 탄성 가압할 수 있다.

탄성 부재(290)는 액체 피스톤(233)에 지지되는 상측 코일(291)과, 액체 실린더(255)에 지지되는 하측 코일(293)과, 상측 코일(291)과 하측 코일(293)을 연결하는 외경 변동 코일(295)을 구비하고, 상측 단부에 내측으로 말아진 상태로 형성된 상측 마감부재(293a)와 하측 단부에 내측으로 말아진 상태로 형성된 하측 마감부재(293b)가 각각 형성되어 있다. 즉, 상측 마감부재(293a)와 하측 마감부재(293b)는 중심축선의 가로 방향의 평면에 대하여 동일한 평면에서 마감 처리되어 상측이나 하측으로 돌출되지 않는 것이 바람직하다.

즉, 상측 코일(291)은 액체 피스톤(233)의 내경에 의해 지지될 수 있도록 액체 피스톤(233)의 내경보다 적으며 하측 코일(293)은 액체 실린더(255)의 내경에 지지되어 신축되면서 탄성 부재(290)가 유동되지 않는 외경을 일정 높이로 형성되어 있다. 이러한 상측 코일(291)과 하측 코일(293)을 연결하는 외경 변동 코일(295)은 상측 코일(291)과 결합되는 상측의 외경이 작고 하측 코일(293)과 결합되는 하측의 외경이 크다.

그리고, 탄성 부재(290)는 신축되는 과정에서 체크 밸브(270)를 가압하지 않는다. 탄성 부재(290)의 하측 마감부재(293b)가 체크 밸브(270)를 액체 실린더(255)의 내부로 이동하지 않도록 하는 기능을 한다.

이러한 탄성 부재(290)는 다양한 탄성 계수를 갖는 코일(291, 293, 295)로 구성되어 도 7b에 도시된 바와 같이 사용자가 가압을 하거나 가압된 힘을 해제하는 과정에서 종래기술(도 7b의 점선 참조)에서와 같이 가압력에 대하여 신축되는 길이가 선형적으로 변하지 않고, 비선형적으로(도 7b의 실선 참조) 변할 수 있다. 이에, 사용자가 초기의 스트로크(도 7b의 “ST1” 참조)만큼, 예를 들면, 피스톤 실링부재(239)와 혼합실 실링부재(215)가 밀폐 내지 폐쇄 또는 개방되는 동안은 아주 작은 가압력에 의해서도 폐쇄 또는 개방될 수 있음을 알 수 있다. 마찬가지 과정이 피스톤 체크 밸브(240)가 액체 실린더(255) 내부에서 액체가 토출 및 토출 저지하기 위하여 액 통로를 개방 또는 폐쇄하는 동안에도 이루어진다.

다음, 사용자가 점점 가압력을 증가시켜 실린더부(250)와 피스톤부(230)의 마찰력과 탄성 부재(290)의 탄성 가압력을 극복하면 실린더부(250)에 대하여 피스톤부(230)가 상승 또는 하강하는 슬라이딩 이동하여 기체 또는 액체의 흡입 또는 토출이 이루어지도록 피스톤부(230)를 이동(도 7b의 “ST2” 참조)할 수 있다.

이에, 전체적으로 탄성 부재(290)가 이동한 거리(STtotal)는 초기 이동거리(ST1)과 피스톤부(230) 이동 거리(ST2)의 합이 될 수 있다.

따라서, 본 발명에 따르면, 구조적으로 수용된 부분에 이탈이 되지 않으면서 가압 탄성력을 가질 수 있는 구조를 가질 수 있다. 또한, 중간에 외경이 변동되는 부분이 형성되어 있어 전체적으로 탄성 계수가 동일하지 않은 구조의 탄성 부재(290)를 형성할 수 있어 외경이 동일하게 마련되어 전체 길이에 대하여 동일한 탄성 계수를 갖는 종래 기술에서와 달리 사용자는 보다 부드럽게 포밍 펌프 장치(100)를 작동시킬 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이 피스톤부(230)가 실린더부(250)와 마찰력에 의하여 이동하기 전에 피스톤 체크밸브 물림부(237)와 피스톤 체크밸브 걸림부(243)의 물림 내지 물림 해제 되거나, 피스톤 실링부재(239)와 혼합실 실링부재(215)의 맞물림 또는 맞물림 해제 될 수 있는 탄성 가압력을 제공할 수 있다.

즉, 구조가 간단하면서 다양한 용도, 안정적인 가압력 제공할 수 있고 토출이 되는 최종 지점에서는 보다 큰 가압력을 필요로 하여 급작스럽게 혼합액이 토출되는 현상을 예방할 수 있다. 사용자는 종래 기술에서와 같이 선형적으로 가압을 하게 되면 자신도 모르게 큰 힘을 가하는 경우 급작스럽게 혼합액이 토출될 수 있으나, 비선형적으로 점점 가압력을 증가하도록 탄성 부재(290)가 마련되어 급작스런 토출이 발생되지 않는다.

체크 밸브(270)는 액체 실린더(255)의 하측인 체크 밸브 수용부(257b)에 결합되어 용기(10)로부터 흡입되는 액체의 유로를 개방 또는 폐쇄한다. 체크 밸브(270)는 구 형상으로 마련되어 체크밸브 수용부(257b)와의 접촉을 통하여 액체 유로를 개방 또는 폐쇄할 수 있다. 체크 밸브(270)의 재질은 가능하면 변형이 발생하지 않고 구 형상의 표면이 고운 것이 바람직하며 일예로 유리를 포함할 수 있다.

체크 밸브(270)는 종래 기술과 달리 별도로 이를 누르는 수단이 없이 액체 실린더(255) 내부의 압력이 정(+) 압력인 경우 액체 유로를 폐쇄하고 부(-) 압력인 경우 액체 유로를 개방한다. 이에, 체크 밸브(270)를 지지하는 구조가 매우 간단하고 편리하다.

그리고, 설명하지 않은 참조번호 “G”는 용기(10)와 캡부(130)가 결합된 상태에서 기밀을 유지하기 위한 실링 부재를 의미한다.

이러한 구성에 의하여 본 발명에 따른 포밍 펌프 장치(100)의 작동 과정을 도 2 내지 도 4, 도 8a 및 도 8b를 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 2 및 도 4는 흡입 위치의 최고 상측 위치에 도달하기 전의 상태를 도시한 그림이다. 이러한 흡입 위치에서는 도 3 및 도 5의 토출 위치에서 사용자가 노즐부(110)의 가압력을 제거하거나 거의 없도록 하면, 탄성 부재(290)는 실린더부(250)에 대하여 피스톤 체크 밸브(240)를 탄성 가압한다. 이에, 피스톤 체크 밸브(240)의 피스톤 체크밸브 걸림부(243)가 액체 피스톤(233)의 피스톤 체크밸브 물림부(237)와 맞물린다(도 4의 “sealing surface” 참조). 동시에, 피스톤 체크 밸브(240)가 상승하여 혼합부(210)의 혼합실 스토퍼(219b)를 밀어 올리면(도 4의 “pushing point”참조), 기체의 통로를 실링하고 있던 혼합실 실링부재(215)와 피스톤 실링부재(239) 관계에서 혼합실 실링부재(215)가 피스톤 실링부재(239)에 대하여 이격되어 기체 실린더(253)로 향하는 통로가 개방(도 4의 “non-sealing surface” 참조)되어 외부 공기가 기체 실린더(253)로 유도될 수 있다.

이런 작동 과정을 거친 후 압축에 의해 신장되려는 힘이 강한 탄성 부재(290)는 피스톤 체크 밸브(240)를 더 밀어 올리면, 액체 피스톤(233) 내측에 맞물림에 의해 피스톤부(230)는 상승하게 된다. 이에, 액체 피스톤(233) 및 기체 피스톤(231)의 공간부 내부에는 부(-)의 압력이 걸리고, 액체와 기체가 각각 흡입된다. 이러한 흡입 위치에서의 피스톤부(230) 상승 동작은 피스톤부(230)의 피스톤 판면부재(238)가 피스톤부 스토퍼(135b)에 의해 상승이 더 이상 되지 않을 때까지 이루어진다.

즉, 액체 실린더(255)에서 상측은 피스톤 체크 밸브(240)에 의해 밀봉되어 있으며 액체 피스톤(233)이 상승하면서 공간이 넓어져 액체 실린더(255) 내부 공간에는 부(-)의 압력이 작용한다. 이에, 액체 실린더(255)의 하측의 액 통로를 밀폐하고 있던 체크 밸브(270)가 개방되어 용기 내부의 액체가 액 흡입유도관(263)을 통해 액체 실린더(255) 내부로 유입될 수 있다. 이 과정에서 용기 내부의 액체가 액체 실린더(255)로 흡입됨으로 인해 발생하는 부(-)의 압력에 의해 외부 공기가 기체 실린더(253)의 공기공(257c)을 통해 용기 내부로 유입될 수 있다(도 4의 점선으로 표시된 화살표 참조).

다른 한편, 기체 실린더(253) 내부에서 하강하였던 기체 피스톤(231)이 하강하였다 상승하면 기체 실린더(253) 내부의 공간이 점점 넓어지면서 기체 실린더(253) 내부의 공간에서는 부(-)의 압력이 발생한다. 이에, 외부 공기는 혼합실 실링부재(215)와 피스톤 실링부재(239)의 맞물림 해제에 의해 발생된 공간을 거쳐 공기 구멍(238b)을 통해 기체 실린더(253)로 유입될 수 있다(도 4의 실선으로 표시된 화살표 참조).

여기서, 기체 실린더(253) 내부의 부(-)의 압력에 의해 혼합실(217)에 존재하는 혼합액이 기체 실린더(253)측으로 유입되려고 하여도 도 5에 도시된 바와 같이 피스톤부(230)의 액체피스톤 상측 내주면(236)과 혼합실 내통(213)의 외주면 사이의 틈새가 이루는 폭(도 5의 “W gap” 참조)은 아주 미세하고 틈새의 길이(도 5의 “L gap”참조)는 다소 길어 혼합액이 특히 거품이 형성된 혼합액이 역류하기에는 틈새에 의한 마찰력이 많이 발생한다. 이에, 마찰 내지 흡입 저항이 없는 외부 공기만이 기체 실린더(253)로 유입될 수 있다.

부연하면, 도 5 등의 다른 도면에서 전술한 틈새가 다소 많은 것처럼 도시되어 있으나 실제로는 매우 적은 틈새로 이루어져, 혼합실 외통(211)의 내주면과 혼합실 내통(213)의 외주면 사이에 상승 및 하강 방향을 따라 다소 길게 형성된 공간 사이로 액체 피스톤(233)의 상승 및 하강 방양으로 다소 길게 형성된 액체피스톤 상측 내주면(236)이 결합되어 기체 실린더(253)에서 혼합실(217)로 가는 기체 통로가 래비린스(labylinth) 형상으로 구비되어 있다.

즉, 본 발명에 따르면, 사용자의 가압에 의해 형성된 압력으로 이동하는 기체는 잘 통과하고 사용자의 가압력이 해제되어 탄성 부재(290)의 탄성 가압력에 의해 승강하면서 부(-)의 압력이 형성된 기체가 기체 실린더(253)로 들어가는 경우 이러한 래비린스 형상의 통로를 점도가 있고 토출구(111)에서 혼합실(217)까지 채워져 있는 혼합액이 역류할 수 없는 구조로 이루어져 있다는 특징을 갖는다.

다음, 도 3 및 도 5는 토출 위치의 최 하측 위치에 도달하기 전의 상태를 도시한 그림이다. 이러한 토출 위치에서는 도 2 및 도 4의 흡입 위치에서 사용자가 노즐부(110)를 가압하여 노즐부(110)가 하강을 시작하면, 혼합부(210)의 혼합실 스토퍼(219b)와 접촉(도 5의 “pushing point” 참조)된 피스톤 체크 밸브(240)도 하강을 시작하여 피스톤 체크밸브 걸림부(243)와 피스톤 체크밸브 물림부(237)의 맞물림이 해제된다(도 5의 “non-sealing surface” 참조). 동시에, 혼합부(210)가 하강하여 혼합실 실링부재(215)와 피스톤 실링부재(239)가 상호 맞물려 외부 공기가 기체 실린더(253) 내지 혼합실(217)로 유입이 되지 않으며(도 5의 “sealing surface” 참조), 기체 실린더(253) 내지 혼합실(217)의 공기가 외부로 출입이 통제되고 토출구(111)로 향하는 통로만 개방이 되는 상태로 된다.

이러한 상태에서 노즐부(110)가 더 하강을 시작하면, 실린더부(250)에 대하여 피스톤 체크 밸브(240)를 탄성 가압하던 탄성 부재(290)가 더욱 더 수축하기 시작 한다. 이에, 액체 피스톤(233) 및 기체 피스톤(231)은 각각 액체 실린더(255) 및 기체 실린더(253)를 따라 아래로 슬라이딩 이동하고, 액체 실린더(255)와 기체 실린더(253) 내부에는 정(+)의 압력이 걸리고, 액체와 기체가 각각 토출된다. 이러한 토출 위치에서의 피스톤부(230) 하강 동작은 피스톤부(230)의 피스톤 판면부재(238)의 하측이 실린더 중간턱(257d)에 의해 하강이 저지될 때까지 이루어진다.

즉, 액체 실린더(255)에서 상측은 피스톤 체크 밸브(240)에 의해 개방되어 있으며 액체 피스톤(233)이 하강하면서 공간이 좁아져 액체 실린더(255) 내부 공간에는 정(+)의 압력이 작용한다. 이에, 액체 실린더(255)의 하측의 액 통로를 체크 밸브(270)가 밀봉하여 용기 내부의 액체가 액체 실린더(255) 내부로 유입되지 못한다. 이에, 액체 실린더(255) 내부의 액체는 혼합실(217)로 유입이 될 수 있다(도 5의 점선으로 표시된 화살표 참조).

다른 한편, 기체 실린더(253) 내부에서 상승하였던 기체 피스톤(231)이 하강하면 기체 실린더(253) 내부의 공간이 점점 좁아지면서 기체 실린더(253) 내부의 공간에서는 정(+)의 압력이 발생한다. 이에, 기체 실린더(253) 내부의 기체는 공기 구멍(238b)을 통해 혼합실(217)로 유도될 수 있다(도 5의 실선으로 표시된 화살표 참조).

이러한 과정을 거쳐 혼합실(217)로 유입된 기체와 액체는 혼합실(217)에서 혼합되어 혼합액 통로(219c)를 통해 포밍부(150)로 유출된다. 이 과정에서 혼합을 보다 원활하고 효율적으로 유도하기 위하여 혼합실 내통(213)에는 공기 분산유로(216)가 형성되어 있음은 전술한 바와 같다.

포밍부(150)로 안내된 혼합액은 포밍부(150)의 거품 형성부재(151a, 151b)를 거쳐 더욱 더 미세하고 균일한 거품으로 만들어져 노즐부(110)의 토출구(111)를 통해 사용자가 필요로 하는 작용 부위로 배출될 수 있다.

그리고, 사용자가 노즐부(110)를 가압하여 포밍 펌프 장치(100)를 작동하는과정에서 가압력과 노즐부(110) 내지 탄성 부재(290)가 이동하는 스트로크의 변화를 도 8a 및 도 8b를 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 8a에 도시된 바와 같이 혼합액이 토출되는 과정에서는 먼저 사용자가 노즐부(110)를 가압하면 탄성 부재(290)가 초기 가압력(도 8a의 “F push-start” 참조)에 의해 수축하면서 피스톤 체크 밸브(240)가 하강하고 동시에 노즐부(110)와 결합된 포밍부(150) 및 혼합부(210)가 하강한다(도 8a의 “ST1” 참조). 이에, 전술한 바와 같이 액체 통로는 개방되고, 기체 통로는 외부 기체가 출입되지 못하도록 피스톤 실링부재(239) 및 혼합실 실링부재(215)에 의해 차단된다. 도 8a에서는 최초의 이동 거리를 통상의 가압을 해제한 노즐부(110)가 정상 위치에서의 스트로크로 하고 이 때의 스트로크를 기준 스트로크로 한다.

사용자가 점점 더 가압을 하면 가압력이 피스톤부(230)와 실린더부(250) 사이의 마찰력 및 탄성 부재(290)의 탄성 가압력을 극복하여 실린더부(250)에 대하여 피스톤부(230)가 슬라이딩 이동하면서 노즐부(110), 포밍부(150), 혼합부(210), 피스톤부(230) 및 피스톤 체크 밸브(240)가 일체로 하강한다(도 8a의 “ST-inter” 및 “F push-inter” 참조).

이러한 하강 과정을 계속하여 피스톤부(230)의 피스톤 판면부재(238)가 실린더부(250)의 실린더 중간턱(257d)에 도달하면 더 이상 피스톤부(230) 등은 하강하지 못하는 최대 이동거리(도 8a의 “ST total” 참조)가 됨과 동시에 이 때의 가압력이 최대 가압력(F push-final)이 된다. 즉, 최대 이동거리(ST total)은 초기 이동거리(ST1)와 피스톤부 이동거리(ST2)의 합이 된다.

다시 말하면, 노즐부(110), 포밍부(150), 혼합부(210), 탄성 부재(290)의 이동거리는 최대 이동거리와 동일(ST total)하지만, 피스톤부(230)의 이동거리는 이보다 더 짧은 거리(ST2)가 되어 “ST2 = ST total - ST1”이라는 식이 성립된다.

여기서, 사용자가 토출되는 혼합액의 량을 적게 하고자 하는 경우 최대 이동거리까지 탄성 부재(290) 내지 노즐부(110)가 이동하지 않을 수 있도록 조절됨은 물론이다.

도 8b는 혼합액이 흡입되는 과정을 나타내며, 도 8a에서의 이동거리와 달리 편의상 최 하단의 위치를 기준 스트로크인 “0”로 보고 설명한다.

사용자가 전술한 토출 위치에서의 최대 스트로크 내지 최종 스트로크에서 노즐부(110)의 가압력을 해제하면 먼저 탄성 부재(290)는 탄성력에 의해 길이가 증가하면서 상승하고 이러한 초기 길이 증가 내지 상승에 의해 피스톤 체크 밸브(240)가 상승하고 상승한 피스톤 체크 밸브(240)에 의해 혼합부(210)가 상승하여 혼합실 실링부재(215)는 피스톤 실링부재(239)로부터 이격되어 외부 공기가 기체 실린더(253)로 흡입될 수 있는 유로를 형성한다(도 8b의 “ST1” 참조). 이 때 해제되는 가압력인 동시에 탄성 부재(290)의 탄성력은 초기 가압력이다(도 8b의 F lift-start).

다음, 점점 노즐부(110)의 가압력이 해제되면 전술한 토출 과정의 역순으로 작동된다.

이 흡입 과정에서도, 최대 이동거리(ST total)는 초기 이동거리(ST1)와 피스톤부 이동거리(ST2)의 합이 된다.

다시 말하면, 노즐부(110), 포밍부(150), 혼합부(210), 탄성 부재(290)의 이동거리는 최대 이동거리와 동일(ST total)하지만, 피스톤부(230)의 이동거리는 이보다 더 짧은 거리(ST2)가 되어 “ST2 = ST total - ST1”이라는 식이 성립됨을 알 수 있다.

이러한 동작은 특히 기체와 액체가 흡입되는 과정인 흡입 위치에서 순간적으로 이루어지기 때문에 잘 구분이 되지 않을 수도 있다.

즉, 본 발명의 기체와 액체의 실링이 종래기술과 같이 기체 실린더(253)와 액체 실린더(255)의 정(+)압력 또는 부(-)압력에서 이루어지는 것이 아니라 가압되는 외부의 힘 및 탄성 가압력에 의해 상당히 넓은 면적에 걸쳐 면과 면이 접촉되어 이루어져 밀봉 효과를 매우 효과적으로 이룰 수 있다.

예를 들면, 종래기술인 일본 공개실용신안공보인 실개평6-69161호에서의 역지밸브인 참조번호 “34”와 같이 다소 유연성이 있는 소재가 기체실린더 내부의 정(+)압력 또는 부(-)압력에 의한 밀봉은 사용자가 매우 천천히 노줄부를 작동시키는 등의 경우에는 작동이 원활하지 못하거나, 환경이 좋이 못한 외부 공기로 인해 틈새 등에 이물의 부착 등으로 틈새가 발생하여 밀봉 효율을 저하시킬 우려가 있다.

반면, 본 발명에 따른 경사된 면과 면의 맞물림에 의한 밀봉은 첫째 가압되는 외력 내지 탄성력이 노즐부(110)의 상승 내지 하강 속도와 무관하게 거의 일정하면서도 실린더에서 발생되는 정(+) 내지 부(-)압력보다 훨씬 높은 힘이며, 둘째 넓은 부분에 걸쳐 면 대 면의 접촉으로 인해 전술한 바와 우려를 충분히 예방할 수 있어 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

이에 본 발명에 따르면, 보다 효율적인 거품 형성을 할 수 있으며, 혼합액의 흘러내림을 예방할 수 있으며, 기체와 액체를 밀봉 내지 폐쇄시키는 구조가 간단하고, 수명이 증대되며, 펌핑의 효율성이 향상될 수 있는 장점을 갖는다.

또한, 부품 수를 감소시키고 장치가 단순하면서도 제작, 조립 등이 간단하고 편리하여 경제성을 향상시킬 수 있고, 보다 부드럽고 안정적으로 가압되며, 급작스럽고 다량의 혼합액이 토출되는 것을 예방할 수 있는 장점이 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.

100 : 포밍 펌프 장치 10 : 용기
110 : 노즐부 111 : 토출구
111a : 노즐 액 유로 113 : 노즐 리브
115a : 포밍부 수용부재 115b : 혼합부 수용부재
115c : 내통 하단부재 117 : 노즐 물림부
119a : 노즐 외통 119b : 노즐 내통
130 : 캡부 131 : 관통공
133 : 체결 부재 135a : 혼합부 스토퍼
135b : 피스톤부 스토퍼 135c : 실린더부 스토퍼
150 : 포밍부 151a, 151b : 거품 형성부재
210 : 혼합부 211 : 혼합실 외통
213 : 혼합실 내통 215 : 혼합실 실링부재
216 : 공기 분산유로 217 : 혼합실
219a : 외통 내측리브 219b : 혼합실 스토퍼
219c : 혼합액 통로 219d : 혼합실 걸림턱
219e : 포밍부 지지턱 219f : 노즐 걸림부재
219g : 포밍 결합부
230 : 피스톤부 231 : 기체 피스톤
231a : 기체 피스톤링 233 : 액체 피스톤
233a : 액체 피스톤링 235 : 피스톤 스프링 수용부재
237 : 피스톤 체크밸브 물림부 238 : 피스톤 판면부재
238a : 피스톤 리브 238b : 공기 구멍
239 : 피스톤 실링부재 240 : 피스톤 체크밸브
243 : 피스톤 체크밸브 걸림부 245 : 밸브 돌기
250 : 실린더부 251 : 용기 결합부재
253 : 기체 실린더 255 : 액체 실린더
257a : 스프링 수용부 257b : 체크 밸브 수용부
257c : 공기공 257d : 실린더 중간턱
259 : 스프링 걸림턱
261 : 액 노즐부 263 : 액 흡입유도관
270 : 체크 밸브
290 : 탄성 부재 291 : 상측 코일
293 : 하측 코일 293a : 상측 마감부재
293b : 하측 코일마감 295 : 외경 변경 코일

Claims (16)

1. 액체를 수용하는 용기에 결합되어 액체와 기체를 혼합하여 사용자가 노즐부를 가압 및 가압해제에 의한 이동에 따라 거품 상태를 생성시키는 액체용기용 포밍 펌프 장치에 있어서,
   상기 노즐부가 관통 가능하게 마련되고 액체를 수용 가능하게 상기 용기의 일측과 결합되는 노즐부와;
   일측은 상기 용기의 타측에 결합되고 타측은 상기 노즐부에 결합되며, 중앙 영역에는 상기 용기로부터 흡입된 액체를 수용 가능하게 마련된 액체 실린더와 상기 액체 실린더로부터 반경 방향을 따라 외측으로 연장되어 기체를 수용 가능하게 마련된 기체 실린더를 구비한 실린더부와;
   액체 및 기체가 혼합되어 토출되는 토출 위치와 액체 및 기체가 흡입되는 흡입 위치 사이를 슬라이딩 이동 가능하게 상기 실린더부에 결합된 피스톤부;를 포함하며,
   상기 피스톤부는,
   상기 흡입 위치와 상기 토출 위치 사이를 이동하는 과정에서 상기 액체 실린더에 슬라이딩 이동 가능하게 결합된 액체 피스톤 링을 갖는 액체 피스톤과, 상기 액체 피스톤에서 외측으로 연장되어 상기 기체 실린더에 슬라이딩 이동 가능하게 결합된 기체 피스톤 링을 갖는 기체 피스톤을 각각 포함하고 상기 액체 피스톤과 상기 기체 피스톤이 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 액체용기용 포밍 펌프 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 액체 피스톤에는,
   내측에 형성된 액 통로에서 돌출 형성된 피스톤 체크 밸브 물림부와;
   상기 액 통로에 수용되어 상기 흡입 위치에서 상기 피스톤 체크 밸브 물림부와 맞물리고 상기 토출 위치에서 상기 피스톤 체크 밸브 물림부와 맞물림 해제 가능하게 마련된 피스톤 체크 밸브 걸림부를 포함하는 피스톤 체크 밸브;가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 액체용기용 포밍 펌프 장치.
3. 제2항에 있어서,
   일측은 상기 액체 피스톤 내측에 결합되고 타측은 상기 액체 실린더 내측에 지지되어 상기 액체 실린더에 대하여 상기 피스톤 체크 밸브를 상기 피스톤 체크 밸브 물림부를 향하여 탄성 가압 가능하게 비선형적으로 신축되는 탄성 부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체용기용 포밍 펌프 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 탄성 부재에서는 상기 액체 실린더에 수용되는 하측 끝단을 포함하는 영역은 상기 액체 실린더에 의해 지지 가능한 제1 외경을 가지며, 상기 제1 외경에서 상기 피스톤 체크 밸브를 탄성 가압하는 상측 끝단까지 외경이 점점 줄어들거나 점점 늘어나는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 액체용기용 포밍 펌프 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 액체 실린더의 하측에는 용기의 액체를 흡입하는 흡입구가 포함되며,
   상기 흡입구를 상기 흡입 위치 및 상기 토출 위치에서 각각 개방 및 폐쇄 가능하게 마련된 체크 밸브;를 더 구비하고,
   상기 탄성 부재는 상기 체크 밸브가 개방 또는 폐쇄되는 과정에서 상기 체크 밸브를 가압하지 않도록 상기 하측 끝단이 상기 액체 실린더에 지지되는 것을 특징으로 하는 액체용기용 포밍 펌프 장치.
6. 제4항에 있어서
   상기 탄성 부재는 양단부가 중심축을 향하여 동일한 평면상에서 감겨져 있는 것을 특징으로 하는 액체용기용 포밍 펌프 장치.
7. 제4항에 있어서,
   상기 액체 피스톤링에서 상기 기체 피스톤링으로 연장되는 판면에서 돌출하여 형성된 피스톤 실링 부재와;
   일측은 상기 노즐부에 결합되고 타측은 상기 피스톤부에 결합되며, 기체와 액체가 혼합되는 혼합실과, 상기 피스톤 실링 부재와 대응되는 위치에 형성된 혼합실 실링 부재를 포함하는 혼합부;를 구비하며,
   상기 피스톤 실링 부재와 상기 혼합실 실링 부재는 상기 노즐부의 가압 및 가압 해제에 따른 하강 및 상승에 의하여 상기 피스톤 실링 부재와 상기 혼합실 실링 부재가 상기 실린더부에서 상기 혼합실로 향하는 기체 통로를 각각 폐쇄 및 개방하는 기체 폐쇄 위치 및 기체 개방 위치 사이를 이동하는 것을 특징으로 하는 액체용기용 포밍 펌프 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 피스톤 실링 부재와 상기 혼합실 실링 부재는 상기 피스톤부의 이동방향에 대하여 상호 대향되게 경사져 상기 기체 폐쇄 위치에서는 기밀이 유지 가능하게 원주 방향을 따라 면과 면이 맞물리는 것을 특징으로 하는 액체용기용 포밍 펌프 장치.
9. 제7항에 있어서,
   상기 피스톤 실링 부재와 상기 혼합실 실링 부재가 개방 및 폐쇄되고, 상기 체크 밸브 물림부와 상기 체크 밸브 걸림부가 상호 맞물림 해제 및 맞물리는 과정에서,
   상기 실린더부에 대하여 상기 피스톤부는 이동하지 않으면서 상기 탄성 부재가 신축되는 것을 특징으로 하는 액체용기용 포밍 펌프 장치.
10. 제7항에 있어서,
    상기 혼합부는 상기 기체 실린더에서 상기 혼합실로 유입되는 과정에서 기체가 원주 방향에서 고르게 분산되도록 상기 혼합실로 안내하는 공기 분산유로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액체용기용 포밍 펌프 장치.
11. 제7항에 있어서,
    일측은 상기 혼합부에 결합되고 타측은 상기 노즐부에 결합되어 상기 혼합실에서 혼합된 기체와 액체를 안내하면서 거품을 형성시키는 포밍부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액체용기용 포밍 펌프 장치.
12. 액체를 수용하는 용기에 결합되어 액체와 기체를 혼합하여 사용자가 노즐부를 누름 및 누름해제에 의한 이동에 따라 거품 상태를 생성시키는 액체용기용 포밍 펌프 장치에 있어서,
    상기 노즐부가 관통 가능하게 마련되고 액체를 수용 가능하게 상기 용기의 일측과 결합되는 노즐부와;
    일측은 상기 용기의 타측에 결합되고 타측은 상기 노즐부에 결합되며, 중앙 영역에는 상기 용기로부터 흡입된 액체를 수용 가능하게 마련된 액체 실린더와 상기 액체 실린더로부터 반경 방향을 따라 외측으로 연장되어 기체를 수용 가능하게 마련된 기체 실린더를 구비한 실린더부와;
    액체 및 기체가 혼합되어 토출되는 토출 위치와 액체 및 기체가 흡입되는 흡입 위치 사이를 슬라이딩 이동 가능하게 상기 실린더부에 결합되며, 상측의 판면에서 연장 형성된 피스톤 실링 부재를 가지며, 상기 흡입 위치와 상기 토출 위치 사이를 이동하는 과정에서 상기 액체 실린더에 슬라이딩 이동 가능하게 결합된 액체 피스톤 링을 갖는 액체 피스톤과, 상기 액체 피스톤에서 외측으로 연장되어 상기 기체 실린더에 슬라이딩 이동 가능하게 결합된 기체 피스톤 링을 갖는 기체 피스톤을 구비한 피스톤부와;
    일측은 상기 노즐부에 결합되고 타측은 상기 피스톤부에 결합되며, 상기 피스톤부의 이동에 의해 기체와 액체가 혼합되는 혼합실과, 상기 피스톤 실링 부재와 대응되는 위치에 형성된 혼합실 실링 부재를 포함하는 혼합부와;
    상기 피스톤부에 지지되는 탄성 부재에 의하여 가압 탄성되고 상기 액체 피스톤의 내측에 마련되어 상기 용기에서 흡입된 액체를 상기 혼합실로 안내하는 액체 통로를 상기 노즐부의 가압에 의해 개방 및 폐쇄 가능하게 결합된 피스톤 체크 밸브;를 구비하며,
    상기 피스톤 실링 부재와 상기 혼합실 실링 부재는 상기 노즐부의 가압 및 가압 해제에 따른 하강 및 상승에 의하여 상기 피스톤 실링 부재와 상기 혼합실 실링 부재가 상호 맞물려 상기 실린더부에서 상기 혼합실로 향하는 기체 통로를 각각 폐쇄 및 개방하는 기체 폐쇄 위치 및 기체 개방 위치 사이를 이동하는 것을 특징으로 하는 액체용기용 포밍 펌프 장치.
13. 제12항에 있어서,
    상기 액체 피스톤에는, 내측의 액 통로에서 돌출 형성된 피스톤 체크 밸브 물림부와; 상기 흡입 위치에서 상기 피스톤 체크 밸브 물림부와 맞물리고 상기 토출 위치에서 상기 피스톤 체크 밸브 물림부와 맞물림 해제 가능하게 마련된 피스톤 체크 밸브 걸림부를 포함하는 피스톤 체크 밸브;가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 액체용기용 포밍 펌프 장치.
14. 제13항에 있어서,
    상기 노즐부의 가압에 의해 상기 피스톤부가 상기 실린더부에 대하여이동하지 않은 상태에서 상기 혼합부가 상기 피스톤부에 대하여 하강하여
    상기 피스톤 실링부재와 상기 혼합실 실링 부재는 상호 맞물리고, 상기 피스톤 체크 밸브 물림부와 상기 피스톤 체크 밸브 걸림부는 상호 맞물림 해제되는 것을 특징으로 하는 액체용기용 포밍 펌프 장치.
15. 제14항에 있어서,
    상기 혼합실에서 혼합된 액체와 기체의 통로를 개방 가능하게 내측으로 돌출 형성된 혼합실 스토퍼가 상기 피스톤 체크 밸브를 가압하여 상기 피스톤 체크 밸브 물림부와 상기 피스톤 체크 밸브 걸림부가 맞물림 해제되는 것을 특징으로 하는 액체용기용 포밍 펌프 장치.
16. 제12항에 있어서,
    상기 액체 피스톤과 상기 기체 피스톤이 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 액체용기용 포밍 펌프 장치.

Images