KR102303475B1 - 액체 저장 용기용 펌프 뚜껑 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의해 액체 저장 용기용 펌프 뚜껑이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액체 저장 용기용 펌프 뚜껑은, 액체가 담긴 용기부를 밀폐하는 뚜껑바디와, 뚜껑바디에 슬라이딩 이동 가능하게 결합되며 용기부 내부와 외부를 연결하여 액체가 토출되는 액체토출관이 형성된 버튼부와,
뚜껑바디 하부로 연장되어 용기부 내측에 위치하며 중앙에 액체가 이동하는 제1 액체이동관과, 제1 액체이동관 상부로 연장되어 뚜껑바디로 연결되며 내주면이 원통 형상을 이루어 액체가 수용되는 제1 실린더를 포함하는 실린더바디와, 버튼부와 연결되어 함께 이동하며 중앙에 액체토출관과 연통되는 제2 액체이동관이 형성되고, 하단부가 제1 실린더 내부에 위치하여 제1 실린더를 압축하여 제1 실린더 속 액체를 제2 액체이동관으로 토출시키거나 제1 실린더에 부압을 발생시켜 제1 액체이동관으로부터 액체를 흡입하는 피스톤유닛과, 피스톤유닛 하부의 제1 실린더 내측에 위치하여 액체가 제1 실린더에서 용기부로 역류하는 것을 방지하는 체크밸브부, 및 뚜껑바디와 버튼부 사이에 개재되며, 내부에 기체가 채워지고 밀폐되어 버튼부가 눌리면 체적이 줄고 압력이 상승하여 버튼부에 복원력을 제공하는 공압복원부를 포함할 수 있다.

Description

액체 저장 용기용 펌프 뚜껑{Pump lid for liquid container}
본 발명은 액체 저장 용기용 펌프 뚜껑에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사용 후 재활용이 용이하고 단일 가압 동작으로도 일정량의 화장품을 토출할 수 있는 액체 저장 용기용 펌프 뚜껑에 관한 것이다.
일반적으로, 화장품은 사용 용도에 따라 액체(liquid), 젤(gel), 크림(cream), 분말(powder) 등 다양한 형태로 만들어지며, 이러한 화장품을 수용하는 용기는 내부에 수용되는 화장품의 물성을 고려하여 다양한 형태 및 구조로 제작된다. 예를 들어, 액체 또는 젤 타입의 화장품은 가압 동작에 의해 화장품을 일정량씩 토출하는 펌핑 용기나 스프레이 용기에 저장되어 사용되고, 크림 타입의 화장품은 뚜껑으로 개폐되는 튜브 용기에 저장되어 사용된다.
한편, 액체 또는 젤 타입의 화장품을 수용하는 펌핑 용기는, 크게, 통 형상의 용기와, 용기 상부에 착탈 가능하게 결합되어 화장품의 펌핑을 가능케 하는 펌프 뚜껑으로 구성된다. 펌프 뚜껑은 용기 내부에 수용된 화장품을 매회 일정량씩 토출할 수 있으나, 금속 재질의 스프링, 플라스틱 재질의 액츄에이터, 볼 밸브, 호스 등 다양한 구성으로 이루어져 구조가 복잡하므로 제조 및 생산이 쉽지 않은 문제가 있었다. 특히, 재질이 서로 다른 복수의 구성으로 이루어짐에 따라, 재활용을 위한 분리수거 시 부품을 분해 및 분리해야 하는 과정이 요구되어 처리가 번거로운 문제도 있었다. 이에, 전체 구성을 플라스틱 재질로 형성하여 분리수거를 용이하게 하는 에코식 화장품 용기 뚜껑이 제안되었으나, 종래의 에코식 화장품 용기 뚜껑은, 액츄에이터에 탄성력을 부가하여 토출 및 흡입력을 발생시키는 구조여서 화장품의 토출을 위해 반복적으로 가압 동작을 수행해야 원하는 양만큼 토출되기에 사용에 불편함이 있다.
이에, 사용 후 재활용이 용이하고 단일 가압 동작으로도 일정량의 화장품을 토출할 수 있는 구조의 액체 저장 용기용 펌프 뚜껑이 필요하게 되었다.
대한민국 등록특허 제10-1920846호 (2018. 11. 15.)
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 사용 후 재활용이 용이하고 단일 가압 동작으로도 일정량의 화장품을 토출할 수 있는 액체 저장 용기용 펌프 뚜껑을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 액체 저장 용기용 펌프 뚜껑은, 액체가 담긴 용기부를 밀폐하는 뚜껑바디와, 상기 뚜껑바디에 슬라이딩 이동 가능하게 결합되며 상기 용기부 내부와 외부를 연결하여 상기 액체가 토출되는 액체토출관이 형성된 버튼부와, 상기 뚜껑바디 하부로 연장되어 상기 용기부 내측에 위치하며 중앙에 상기 액체가 이동하는 제1 액체이동관과, 상기 제1 액체이동관 상부로 연장되어 상기 뚜껑바디로 연결되며 내주면이 원통 형상을 이루어 상기 액체가 수용되는 제1 실린더를 포함하는 실린더바디와, 상기 버튼부와 연결되어 함께 이동하며 중앙에 상기 액체토출관과 연통되는 제2 액체이동관이 형성되고, 하단부가 상기 제1 실린더 내부에 위치하여 상기 제1 실린더를 압축하여 상기 제1 실린더 속 상기 액체를 상기 제2 액체이동관으로 토출시키거나 상기 제1 실린더에 부압을 발생시켜 상기 제1 액체이동관으로부터 상기 액체를 흡입하는 피스톤유닛과, 상기 피스톤유닛 하부의 상기 제1 실린더 내측에 위치하여 상기 액체가 상기 제1 실린더에서 상기 용기부로 역류하는 것을 방지하는 체크밸브부, 및 상기 뚜껑바디와 상기 버튼부 사이에 개재되며, 내부에 기체가 채워지고 밀폐되어 상기 버튼부가 눌리면 체적이 줄고 압력이 상승하여 상기 버튼부에 복원력을 제공하는 공압복원부를 포함한다.
상기 공압복원부는, 상기 뚜껑바디와 상기 버튼부 중 어느 하나에 형성된 제2 실린더와, 상기 뚜껑바디와 상기 버튼부 중 나머지 하나와 결합되며 상기 제2 실린더 내부에서 이동하며 상기 제2 실린더 내부를 압축하는 압축피스톤을 포함할 수 있다.
상기 제2 실린더는 중앙에 상기 액체토출관 또는 상기 제2 액체이동관이 통과하는 관통구가 형성되고, 기체가 밀폐된 압축공간이 상기 관통구를 둘러싸는 중공형 실린더로 이루어지며, 상기 압축피스톤은 링 형상으로 형성되어 상기 압축공간을 밀폐하며 상기 제2 실린더를 따라 슬라이딩 이동하여 상기 압축공간을 압축할 수 있다.
상기 제2 실린더는 상기 뚜껑바디에 형성되며 상기 실린더바디가 삽입되는 상기 관통구가 상하 방향으로 개구되고, 상기 버튼부는 하단부가 상기 압축피스톤을 직접 가압할 수 있다.
상기 공압복원부는 유연한 재질로 이루어지며 내부에 기체가 채워져 압축 및 복원이 가능한 튜브를 포함할 수 있다.
상기 피스톤유닛은, 상기 제1 실린더 내부에 수용되어 상하 방향으로 이동하며 외주면이 상기 제1 실린더의 내주면에 밀착되고 중앙에 상기 액체토출관과 연통되는 연통구가 형성된 링 형상의 제1 피스톤과, 상기 제1 피스톤의 하부에서 상기 연통구를 밀폐하는 압축면과, 상기 압축면으로부터 연장되어 상기 연통구를 통과하는 기둥부를 포함하는 제2 피스톤, 및 상기 버튼부와 연결되고 중앙에 상기 제2 액체이동관이 형성되며, 상기 기둥부와 고정되어 일체로 이동하며 상기 제1 피스톤을 하부로 가압하되 상기 제1 피스톤과 유격을 유지하며 접하는 샤프트부재를 포함할 수 있다.
상기 기둥부는, 일 측이 상면으로 개구되어 상기 제2 액체이동관과 연결되고 타 측이 측면으로 개구되어 상기 연통구에 위치하는 연결관을 포함할 수 있다.
상기 액체 저장 용기용 펌프 뚜껑은, 상기 뚜껑바디 또는 상기 실린더바디에 상기 버튼부가 이동하는 방향으로 절개된 절개부와, 상기 버튼부에 형성되어 상기 절개부를 따라 이동하는 돌기부를 더 포함하되, 상기 버튼부는 상기 뚜껑바디에 회전 가능하게 결합되어 상기 버튼부가 회전함에 따라 상기 돌기부가 상기 절개부에 삽입되거나 이탈될 수 있다.
상기 체크밸브부는, 상기 제1 실린더 하부에 위치하여 상기 제1 액체이동관 출구를 막는 볼(ball)과, 상기 제1 실린더부로부터 돌출되며 상기 볼과 접하지 않도록 상기 볼 상부로 연장되어 상기 볼의 이탈을 막는 복수 개의 이탈방지돌기를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 공압복원부에 의한 기체 압축과 복원에 의해 버튼부와 피스톤유닛의 승강력이 발생됨에 따라 금속 재질의 스프링 부재가 없더라도 단일 가압 동작으로 일정량의 액체를 펌핑 및 토출할 수 있다. 특히, 금속 재질의 스프링 부재를 플라스틱 재질의 공압복원부로 대체하여 구성함으로써, 재활용을 위한 분리수거 시 부품을 분해 및 분리해야 하는 과정이 생략되어 종래의 불편함과 비효율성을 극복하고 편리성과 효율성을 향상시킬 수 있다.
또한, 강성인 금속 재질의 스프링 부재 대신 연성인 플라스틱 재질의 공압복원부로 펌핑 동작이 이루어짐에 따라, 작은 힘으로도 민감하게 동작하여 액체를 토출시킬 수 있음은 물론, 뒤틀리는 등의 문제 없이 정교하게 승강 동작을 구현할 수 있어 제품신뢰도가 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액체 저장 용기용 펌프 뚜껑을 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 액체 저장 용기용 펌프 뚜껑의 분해 사시도이다.
도 3은 액체 저장 용기용 펌프 뚜껑을 종 방향으로 절단하여 도시한 단면도이다.
도 4 내지 도 8은 액체 저장 용기용 펌프 뚜껑의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 도 1 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 액체 저장 용기용 펌프 뚜껑에 관하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액체 저장 용기용 펌프 뚜껑을 도시한 사시도이다.
본 발명의 실시예에 따른 액체 저장 용기용 펌프 뚜껑(1)은 내부에 액체가 담긴 통 형상의 용기부(도시되지 않음)에 착탈 가능하게 결합되어 액체를 일정량씩 펌핑하여 외부로 토출하는 것으로, 여기서, 액체라 함은, 단순히 액상(liquid)에 한정되지 않고 젤(gel), 크림(cream) 형태 등을 모두 포괄할 수 있다.
액체 저장 용기용 펌프 뚜껑(1)은, 공압복원부에 의한 기체 압축과 복원에 의해 버튼부와 피스톤유닛의 승강력이 발생됨에 따라 금속 재질의 스프링 부재가 없더라도 단일 가압 동작으로 일정량의 액체를 펌핑 및 토출할 수 있다. 특히, 금속 재질의 스프링 부재를 플라스틱 재질의 공압복원부로 대체하여 구성함으로써, 재활용을 위한 분리수거 시 부품을 분해 및 분리해야 하는 과정이 생략되어 종래의 불편함과 비효율성을 극복하고 편리성과 효율성을 향상시킬 수 있다. 또한, 강성인 금속 재질의 스프링 부재 대신 연성인 플라스틱 재질의 공압복원부로 펌핑 동작이 이루어짐에 따라, 작은 힘으로도 민감하게 동작하여 액체를 토출시킬 수 있음은 물론, 뒤틀리는 등의 문제 없이 정교하게 승강 동작을 구현할 수 있어 제품신뢰도가 향상될 수 있는 특징이 있다.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여, 액체 저장 용기용 펌프 뚜껑(1)에 관하여 구체적으로 설명한다.
도 2는 도 1의 액체 저장 용기용 펌프 뚜껑의 분해 사시도이고, 도 3은 액체 저장 용기용 펌프 뚜껑을 종 방향으로 절단하여 도시한 단면도이다.
본 발명에 따른 액체 저장 용기용 펌프 뚜껑(1)은 뚜껑바디(10)와, 버튼부(20)와, 실린더바디(30)와, 피스톤유닛(40)과, 체크밸브부(50), 및 공압복원부(60)를 포함한다.
뚜껑바디(10)는 액체가 담긴 용기부를 밀폐하는 것으로, 용기부의 개구 측에 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 예를 들어, 용기부의 개구 측 외주면에 나사산이 형성된 경우, 뚜껑바디(10)는 도시된 바와 같이, 용기부의 개구 측과 접하는 하단부 내주면에 나사산이 형성되어 용기부에 나사 결합할 수 있다. 그러나, 뚜껑바디(10)가 용기부에 나사 결합하는 것으로 한정될 것은 아니며, 뚜껑바디(10)와 용기부의 결합 구조는 다양하게 변형될 수 있다. 예를 들어, 용기부는 개구 측 외주면에 만입홈이 형성되고, 뚜껑바디(10)는 용기부의 개구 측과 접하는 하단부 내주면에 후크 또는 끼움돌기가 형성되어 용기부에 후크 결합 또는 끼움 결합할 수도 있다. 뚜껑바디(10)는 중앙이 수직 방향으로 관통된 이중 원통형 부재로 형성되며, 중앙이 관통된 내측 원통(10a)과, 내측 원통(10a)의 외주면으로부터 이격되어 내측 원통(10a)의 외주면을 감싸는 외측 원통(10b)과, 수평하게 배치되어 내측 원통(10a)과 외측 원통(10b) 사이를 연결하는 원반부(10c), 및 내측 원통(10a)에 수용되는 고정부재(11)로 이루어질 수 있다. 이 때, 원반부(10c)는 내측 원통(10a)과 외측 원통(10b)의 길이 방향 중간 부분에 위치하며, 일단부가 내측 원통(10a)의 내주면으로 돌출되게 결합되어 고정부재(11)가 지지되는 단턱을 형성할 수 있다. 설명의 편의를 위하여 내측 원통(10a)과 외측 원통(10b), 및 원반부(10c)를 구분하여 설명하였으나, 내측 원통(10a)과 외측 원통(10b), 및 원반부(10c)는 일체 구조로서, 뚜껑바디(10)의 각 영역이 구획된 것일 수 있다. 고정부재(11)는 후술할 실린더바디(30)를 뚜껑바디(10)에 고정하면서 후술할 샤프트부재(43)의 이동을 가이드하는 것으로, 중앙이 수직 방향으로 관통된 원통형 부재로 형성될 수 있다. 고정부재(11)는 내측 원통(10a)의 관통된 중앙에 길이 방향으로 수용되어 전술한 단턱에 지지되며, 실린더바디(30)는 상단부가 단턱과 고정부재(11) 사이에 끼움 결합할 수 있다. 그러나, 뚜껑바디(10)와 고정부재(11)가 분리된 구조로 한정될 것은 아니며, 필요에 따라 뚜껑바디(10)와 고정부재(11)는 일체로 형성될 수도 있다. 이러한 뚜껑바디(10)는 상부에 버튼부(20)가 배치되고 하부로 실린더바디(30)가 연장된다.
버튼부(20)는 액체의 펌핑을 위해 사용자가 가압하는 부분으로, 뚜껑바디(10)상부에 슬라이딩 이동 가능하게 결합될 수 있다. 버튼부(20)는 내측에 용기부 내부와 외부를 연결하여 액체가 토출되는 액체토출관(21)이 형성되며, 액체토출관(21)은 용기부로부터 수직 방향으로 연장되는 수직구간과, 수직구간으로부터 굴절되어 외부를 향하여 수평 방향으로 연장되는 수평구간을 포함할 수 있다. 즉, 용기부에 담긴 액체는 액체토출관(21)의 수직구간과 수평구간을 차례로 통과하여 외부로 토출된다. 버튼부(20)는 공압복원부(60)에 의해 뚜껑바디(10)로부터 슬라이딩 이동하며, 공압복원부(60)에 대해서는 후술하여 보다 구체적으로 설명한다.
액체토출관(21)은 분사되는 액적의 크기에 따라 외부와 접하는 말단의 토출구(21a)가 다양한 직경으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 토출구(21a)의 직경이 크면 분사되는 액적의 크기가 커지고, 토출구(21a)의 직경이 미세하면 액적은 작아져 미세하게 분무된다. 한편, 토출구(21a)는 액체토출관(21)과 일체로 이루진 구조일 수도 있으나, 미세홀이 형성된 구조로 액체토출관(21)에 삽입되는 구성물일 수 있다.
실린더바디(30)는 용기부와 접하여 용기부에 담긴 액체를 흡입하고 액체토출관(21) 측으로 이동시키는 매개체 역할을 하는 것으로, 제1 액체이동관(31)과 제1 실린더(32)를 포함한다. 제1 액체이동관(31)은 뚜껑바디(10) 하부로 연장되어 용기부 내측에 위치하며, 중앙에 액체가 이동할 수 있다. 제1 실린더(32)는 제1 액체이동관(31) 상부로 연장되어 뚜껑바디(10)로 연결되며, 내주면의 직경이 제1 액체이동관(31)의 직경보다 큰 원통 형상을 이루어 액체가 수용되는 공간을 형성할 수 있다. 즉, 용기부에 담긴 액체는 실린더바디(30)의 제1 액체이동관(31)과 제1 실린더(32)를 차례로 통과하여 액체토출관(21)으로 이동한다. 제1 실린더(32)는 상방에 위치한 일부가 뚜껑바디(10)와 중첩되며, 하방에 위치한 나머지 일부는 제1 액체이동관(31)과 같이 용기부 내측에 위치한다.
전술한 버튼부(20)에는 피스톤유닛(40)이 연결된다. 피스톤유닛(40)은 액체의 흡입과 이동 및 토출을 돕는 것으로, 중앙에 액체토출관(21)과 연통되는 제2 액체이동관(40a)이 형성된다. 피스톤유닛(40)은 상부가 버튼부(20)와 연결되어 함께 이동하며, 하단부가 제1 실린더(32) 내부에 위치하여 제1 실린더(32)를 압축하여 제1 실린더(32) 속 액체를 제2 액체이동관(40a)으로 토출시키거나, 제1 실린더(32)에 부압을 발생시켜 제1 액체이동관(31)으로부터 액체를 흡입할 수 있다. 예를 들어, 버튼부(20)를 누르면, 피스톤유닛(40)이 버튼부(20)와 함께 하강하면서 제1 실린더(32)를 압축하고, 제1 실린더(32)가 압축됨에 따라 제1 실린더(32) 속 액체가 제2 액체이동관(40a)으로 토출될 수 있다. 제2 액체이동관(40a)으로 토출된 액체는 액체토출관(21)의 수직구간과 수평구간을 차례로 통과하여 외부로 토출될 수 있다. 액체가 토출된 후 버튼부(20)를 놓으면, 피스톤유닛(40)이 버튼부(20)와 함께 상승하면서 제1 실린더(32)에 부압이 발생하고, 제1 실린더(32)에 부압이 발생됨에 따라 제1 액체이동관(31) 또는 용기부에 담긴 액체가 제1 실린더(32)로 흡입될 수 있다. 피스톤유닛(40)은 제1 피스톤(41)과, 제2 피스톤(42), 및 샤프트부재(43)를 포함한다.
제1 피스톤(41)은 중앙에 액체토출관(21)과 연통되는 연통구(41a)가 형성된 링 형상의 부재로, 외주면이 제1 실린더(32)의 내주면에 밀착되게 제1 실린더(32) 내부에 수용되어 상하 방향으로 이동할 수 있다. 제1 피스톤(41)은 연통구(41a)를 관통하여 일 측이 제1 피스톤(41)의 하부로 돌출된 제2 피스톤(42)과 밀착 또는 이격되며 액체의 이동을 제어할 수 있다. 제2 피스톤(42)은 제1 피스톤(41)의 하부에서 연통구(41a)를 밀폐하는 원반 형태의 압축면(42a)과, 압축면(42a)으로부터 상방으로 연장되어 연통구(41a)를 통과하는 기둥부(42b)를 포함한다. 기둥부(42b)는 압축면(42a)보다 직경이 작고 높이가 높게 형성되며, 일 측이 상면으로 개구되어 제2 액체이동관(40a)과 연결되고 타 측이 측면으로 개구되어 연통구(41a)에 위치하는 연결관(42c)을 포함할 수 있다. 즉, 제1 피스톤(41)의 하단부가 압축면(42a)에 밀착되면, 제2 액체이동관(40a)으로 액체의 이동이 제한되고, 제1 피스톤(41)의 하단부가 압축면(42a)으로부터 이격되면, 제1 실린더(32) 내부에 수용된 액체가 제1 피스톤(41)과 압축면(42a) 사이의 공간으로 유입되어 연결관(42c)의 측면, 상면을 차례로 지나 제2 액체이동관(40a)으로 이동할 수 있다. 제2 피스톤(42)은 샤프트부재(43)와 연결된다. 샤프트부재(43)는 중앙에 제2 액체이동관(40a)이 형성되며, 상단부가 버튼부(20)와 연결되고 하단부에 기둥부(42b)가 고정된다. 샤프트부재(43)는 기둥부(42b)가 고정되는 하단부가 연통구(41a)에 삽입되어 제1 피스톤(41) 상부로 돌출되며, 기둥부(42b)와 일체로 이동하며 제1 피스톤(41)을 하부로 가압하되 제1 피스톤(41)의 상단부와 유격을 유지하며 접할 수 있다. 예를 들어, 버튼부(20)를 누르지 않은 초기 상태에서는, 샤프트부재(43)와 제1 피스톤(41) 상단부의 유격은 유지되고, 제1 피스톤(41)의 하단부가 제2 피스톤(42)의 압축면(42a)에 밀착 배치될 수 있다. 이 때, 버튼부(20)를 살짝 누르면, 샤프트부재(43)가 제1 피스톤(41)을 향하여 하강하면서 샤프트부재(43)와 제1 피스톤(41) 상단부의 유격이 점차 좁아지고, 샤프트부재(43)가 하강함에 따라 제2 피스톤(42)도 일체로 하강하여 제1 피스톤(41)의 하단부와 제2 피스톤(42)의 압축면(42a) 사이가 이격될 수 있다. 압축면(42a)이 제1 피스톤(41)의 하단부로부터 이격되면, 전술한 바와 같이, 제1 실린더(32) 내부에 수용된 액체가 제1 피스톤(41)과 압축면(42a) 사이의 공간으로 유입되어 연결관(42c)으로 이동할 수 있다. 이 때, 버튼부(20)를 더 누르면, 샤프트부재(43)와 제1 피스톤(41) 상단부가 밀착된 상태로 하강하며, 제1 피스톤(41)이 하강함에 따라 제1 실린더(32)가 압축되어 제1 실린더(32) 속 액체가 모두 연결관(42c)을 통해 제2 액체이동관(40a)으로 토출될 수 있다.
이러한 피스톤유닛(40) 하부에는 체크밸브부(50)가 배치된다. 체크밸브부(50)는 액체가 제1 실린더(32)에서 용기부로 역류하는 것을 제한하는 것으로, 피스톤유닛(40) 하부의 제1 실린더(32) 내측에 위치한다. 체크밸브부(50)는 볼(51)과, 볼(51)을 중심으로 방사상으로 배열된 복수 개의 이탈방지돌기(52)를 포함한다. 볼(51)은 구(球) 형상의 부재로, 제1 실린더(32) 하부, 보다 구체적으로, 제1 실린더(32)와 제1 액체이동관(31)의 경계 상에 위치하여 제1 액체이동관(31)의 출구를 막는다. 볼(51)은 직경이 제1 액체이동관(31)의 출구 직경보다 크고 제1 실린더(32)의 내주면 직경보다 작게 형성되며, 복수 개의 이탈방지돌기(52)와 선택적으로 접할 수 있다. 각각의 이탈방지돌기(52)는 제1 실린더(32)로부터 자유단 형태로 돌출 형성되며, 볼(51)과 접하지 않도록 볼(51) 상부로 연장되어 볼(51)의 이탈을 막는다. 예를 들어, 피스톤유닛(40)이 상승하여 제1 실린더(32)에 부압이 발생하면, 볼(51)이 상방으로 이동하면서 복수 개의 이탈방지돌기(52)와 접하고, 이로 인해, 제1 액체이동관(31)의 출구가 개방되어 제1 액체이동관(31) 또는 용기부에 담긴 액체가 제1 실린더(32)로 흡입될 수 있다. 제1 실린더(32)로 액체가 흡입되어 제1 실린더(32) 내부가 대기압이 되면, 볼(51)은 하강하여 제1 액체이동관(31)의 출구를 폐쇄할 수 있다.
한편, 뚜껑바디(10)와 버튼부(20) 사이에는 공압복원부(60)가 개재된다. 공압복원부(60)는 내부에 기체가 채워지고 밀폐된 구조로 형성되어 버튼부(20)가 눌리면 체적이 줄고 압력이 상승하여 버튼부(20)에 복원력을 제공할 수 있다. 공압복원부(60)는 뚜껑바디(10)와 버튼부(20) 중 어느 하나에 형성된 제2 실린더(61)와, 뚜껑바디(10)와 버튼부(20) 중 나머지 하나에 결합된 압축피스톤(62)을 포함한다. 이하, 제2 실린더(61)가 뚜껑바디(10)에 형성되고, 압축피스톤(62)이 버튼부(20)에 결합된 구조를 보다 중점적으로 설명한다. 제2 실린더(61)는 중앙에 액체토출관(21) 또는 제2 액체이동관(40a)이 통과하는 관통구(61a)가 형성되며, 기체가 밀폐된 압축공간이 관통구(61a)를 둘러싸는 중공형 실린더로 이루어질 수 있다. 보다 구체적으로, 제2 실린더(61)는 뚜껑바디(10)의 내측 원통(10a)과 외측 원통(10b) 사이에 링 형상으로 형성되며, 실린더바디(30)가 삽입되는 내측 원통(10a)의 중앙에 형성된 관통구(61a)가 상하 방향으로 개구될 수 있다. 관통구(61a)가 상하 방향으로 개구됨으로써, 버튼부(20)가 눌리거나 원래 위치로 복원될 때 액체토출관(21) 또는 제2 액체이동관(40a)이 간섭되는 것을 방지할 수 있다. 압축피스톤(62)은 중앙이 관통된 링 형상으로 형성되어 압축공간을 밀폐하며, 제2 실린더(61) 내부에서 이동하며 제2 실린더(61) 내부를 압축할 수 있다. 보다 구체적으로, 압축피스톤(62)은 내측 원통(10a)과 외측 원통(10b) 사이에 개재되며, 버튼부(20)의 하단부에 끼움 결합한 채로 제2 실린더(61)를 따라 슬라이딩 이동하여 압축공간을 압축할 수 있다. 이 때, 압축피스톤(62)은 내주면이 내측 원통(10a)의 외주면에 접하고 외주면이 외측 원통(10b)의 내주면에 접하여 제2 실린더(61) 내부를 밀폐하고 압축할 수 있다. 압축피스톤(62)이 버튼부(20)의 하단부에 끼움 결합함으로써, 버튼부(20)를 누르면 버튼부(20)의 하단부가 압축피스톤(62)을 직접 가압하게 되어 제2 실린더(61)의 압축공간이 효과적으로 압축될 수 있다. 제2 실린더(61)와 압축피스톤(62)으로 이루어진 공압복원부(60)가 버튼부(20)에 복원력을 제공함으로써, 종래와 같이 금속 재질의 스프링 부재가 없더라도 단일 가압 동작으로 일정량의 액체를 펌핑 및 토출할 수 있다. 특히, 금속 재질의 스프링 부재를 플라스틱 재질의 공압복원부(60)로 대체하여 구성함으로써, 재활용을 위한 분리수거 시 부품을 분해 및 분리해야 하는 과정이 생략되어 종래의 불편함과 비효율성을 극복하고 편리성과 효율성을 향상시킬 수 있다. 또한, 강성인 금속 재질의 스프링 부재 대신 연성인 플라스틱 재질의 공압복원부(60)로 펌핑 동작이 이루어짐에 따라, 작은 힘으로도 민감하게 동작하여 액체를 토출시킬 수 있음은 물론, 뒤틀리는 등의 문제 없이 정교하게 승강 동작을 구현할 수 있어 제품신뢰도가 향상될 수 있다. 그러나, 공압복원부(60)가 제2 실린더(61)와 압축피스톤(62)으로 이루어진 것으로 한정될 것은 아니며, 공압복원부(60)의 구조는 다양하게 변형될 수 있다. 예를 들어, 공압복원부(60)는 유연한 재질로 이루어지며 내부에 기체가 채워져 압축 및 복원이 가능한 튜브를 포함하여 버튼부(20)에 복원력을 제공할 수도 있다.
또한, 전술한 실린더바디(30) 또는 뚜껑바디(10)에는 버튼부(20)가 이동하는 방향으로 절개된 절개부(11a)가 형성되고, 버튼부(20)에는 절개부(11a)를 따라 이동하는 돌기부(도시되지 않음)가 형성될 수 있다. 절개부(11a)와 돌기부는 의도치 않게 버튼부(20)가 눌려 액체가 외부로 토출되는 것을 방지하기 위한 것으로, 일종의 잠금장치일 수 있다. 이하, 뚜껑바디(10)에 절개부(11a)가 형성된 구조를 보다 중점적으로 설명한다. 뚜껑바디(10)의 고정부재(11)에는 버튼부(20)가 이동하는 방향, 즉, 수직 방향으로 절개부(11a)가 절개되며, 버튼부(20)는 뚜껑바디(10)에 회전 가능하게 결합되어 버튼부(20)가 회전함에 따라 돌기부가 절개부(11a)에 삽입되거나 이탈될 수 있다. 예를 들어, 버튼부(20)가 회전하여 돌기부가 절개부(11a)에 삽입되면, 버튼부(20)가 뚜껑바디(10)로부터 슬라이딩 이동 가능하여 액체의 펌핑이 이루어질 수 있다. 반대로, 버튼부(20)가 회전하여 돌기부가 절개부(11a)로부터 이탈하면, 버튼부(20)의 슬라이딩 이동이 제한되어 액체의 펌핑이 중단될 수 있다.
이하, 도 4 내지 도 8을 참조하여, 액체 저장 용기용 펌프 뚜껑(1)의 동작에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
도 4 내지 도 8은 액체 저장 용기용 펌프 뚜껑의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.
본 발명에 따른 액체 저장 용기용 펌프 뚜껑(1)은, 공압복원부(60)에 의한 기체 압축과 복원에 의해 버튼부(20)와 피스톤유닛(40)의 승강력이 발생됨에 따라 금속 재질의 스프링 부재가 없더라도 단일 가압 동작으로 일정량의 액체를 펌핑 및 토출할 수 있다. 특히, 금속 재질의 스프링 부재를 플라스틱 재질의 공압복원부(60)로 대체하여 구성함으로써, 재활용을 위한 분리수거 시 부품을 분해 및 분리해야 하는 과정이 생략되어 종래의 불편함과 비효율성을 극복하고 편리성과 효율성을 향상시킬 수 있다. 또한, 강성인 금속 재질의 스프링 부재 대신 연성인 플라스틱 재질의 공압복원부(60)로 펌핑 동작이 이루어짐에 따라, 작은 힘으로도 민감하게 동작하여 액체를 토출시킬 수 있음은 물론, 뒤틀리는 등의 문제 없이 정교하게 승강 동작을 구현할 수 있어 제품신뢰도가 향상될 수 있다.
도 4는 버튼부가 눌리지 않은 초기 상태를 도시한 도면이고, 도 5 및 도 6은 사용자가 버튼부를 눌렀을 때의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
버튼부(20)가 눌리지 않은 초기 상태에서는, 압축피스톤(62)이 제2 실린더(61) 내 상측에 위치하여 제2 실린더(61)의 체적이 최대로 유지되고, 액체토출관(21)의 수직구간은 관통구(61a) 외측에 위치하며, 제2 액체이동관(40a)은 관통구(61a) 내측에 위치한다. 또한, 샤프트부재(43)와 제1 피스톤(41) 상단부의 유격이 유지되고, 제1 피스톤(41)의 하단부가 제2 피스톤(42)의 압축면(42a)에 밀착 배치되며, 볼(51)이 제1 액체이동관(31)의 출구를 막는다. 따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 액체가 제1 실린더(32) 내부에 수용된 상태로 유지될 수 있다.
도 4의 상태에서 버튼부(20)를 살짝 누르면, 도 5에 도시된 바와 같이, 버튼부(20)의 하단부가 압축피스톤(62)을 가압하여 제2 실린더(61) 내부가 일부 압축되고, 액체토출관(21)의 수직구간 일부가 관통구(61a) 내측에 위치한다. 또한, 버튼부(20)와 연결된 샤프트부재(43)가 제1 피스톤(41)을 향하여 하강하면서 샤프트부재(43)와 제1 피스톤(41) 상단부의 유격이 점차 좁아지고, 샤프트부재(43)가 하강함에 따라 제2 피스톤(42)도 일체로 하강하여 제2 피스톤(42)의 압축면(42a)이 제1 피스톤(41)의 하단부로부터 이격된다. 압축면(42a)이 제1 피스톤(41)의 하단부로부터 이격됨에 따라, 제1 실린더(32) 내부에 수용된 액체가 제1 피스톤(41)과 압축면(42a) 사이의 공간으로 유입되어 연결관(42c)으로 이동할 수 있다.
도 5의 상태에서 버튼부(20)를 더 누르면, 도 6에 도시된 바와 같이, 압축피스톤(62)이 제2 실린더(61) 내부를 완전히 압축하고, 액체토출관(21)의 수직구간 대부분이 관통구(61a) 내측에 위치한다. 또한, 샤프트부재(43)가 제1 피스톤(41) 상단부에 밀착된 상태로 하강하면서 제1 실린더(32)가 압축되고, 이로 인해, 제1 실린더(32) 내부에 수용된 액체가 모두 연결관(42c), 제2 액체이동관(40a)을 차례로 지나 액체토출관(21)으로 토출된다.
도 7 및 도 8은 사용자가 버튼부를 놓았을 때의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
제1 실린더(32) 내부에 수용된 액체가 모두 외부로 토출되어 버튼부(20)를 놓으면, 도 7에 도시된 바와 같이, 제2 실린더(61) 내부에 압축된 기체가 압축피스톤(62)이 상승하는 방향으로 복원력을 제공하고, 이로 인해, 압축피스톤(62)에 하단부가 연결된 버튼부(20)가 상승한다. 버튼부(20)가 상승함에 따라, 버튼부(20)에 연결된 샤프트부재(43)가 일체로 상승하며, 샤프트부재(43)에 연결된 제2 피스톤(42)도 상승하여 제2 피스톤(42)의 압축면(42a)이 제1 피스톤(41) 하단부에 밀착된다. 압축면(42a)이 제1 피스톤(41) 하단부에 밀착된 상태로 계속 상승하면, 제1 실린더(32) 내부에 부압이 발생하여 볼(51)이 상방으로 이동하고, 제1 액체이동관(31)의 출구가 개방되어 제1 액체이동관(31) 또는 용기부에 담긴 액체가 제1 실린더(32)로 흡입된다.
제1 실린더(32)로 액체가 흡입되어 제1 실린더(32) 내부가 대기압이 되면, 도 8에 도시된 바와 같이, 볼(51)은 하강하여 제1 액체이동관(31)의 출구를 폐쇄하고 제1 실린더(32) 내부에 액체가 담긴 채로 유지될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 액체 저장 용기용 펌프 뚜껑
10: 뚜껑바디 10a: 내측 원통
10b: 외측 원통 10c: 원반부
11: 고정부재 11a: 절개부
20: 버튼부 21: 액체토출관
21a: 토출구 30: 실린더바디
31: 제1 액체이동관 32: 제1 실린더
40: 피스톤유닛 40a: 제2 액체이동관
41: 제1 피스톤 41a: 연통구
42: 제2 피스톤 42a: 압축면
42b: 기둥부 42c: 연결관
43: 샤프트부재 50: 체크밸브부
51: 볼 52: 이탈방지돌기
60: 공압복원부 61: 제2 실린더
61a: 관통구 62: 압축피스톤

Claims (9)

  1. 액체가 담긴 용기부를 밀폐하는 뚜껑바디;
    상기 뚜껑바디에 슬라이딩 이동 가능하게 결합되며 상기 용기부 내부와 외부를 연결하여 상기 액체가 토출되는 액체토출관이 형성된 버튼부;
    상기 뚜껑바디 하부로 연장되어 상기 용기부 내측에 위치하며 중앙에 상기 액체가 이동하는 제1 액체이동관과, 상기 제1 액체이동관 상부로 연장되어 상기 뚜껑바디로 연결되며 내주면이 원통 형상을 이루어 상기 액체가 수용되는 제1 실린더를 포함하는 실린더바디;
    상기 버튼부와 연결되어 함께 이동하며 중앙에 상기 액체토출관과 연통되는 제2 액체이동관이 형성되고, 하단부가 상기 제1 실린더 내부에 위치하여 상기 제1 실린더를 압축하여 상기 제1 실린더 속 상기 액체를 상기 제2 액체이동관으로 토출시키거나 상기 제1 실린더에 부압을 발생시켜 상기 제1 액체이동관으로부터 상기 액체를 흡입하는 피스톤유닛;
    상기 피스톤유닛 하부의 상기 제1 실린더 내측에 위치하여 상기 액체가 상기 제1 실린더에서 상기 용기부로 역류하는 것을 방지하는 체크밸브부, 및
    상기 뚜껑바디와 상기 버튼부 사이에 개재되며, 내부에 기체가 채워지고 밀폐되어 상기 버튼부가 눌리면 체적이 줄고 압력이 상승하여 상기 버튼부에 복원력을 제공하는 공압복원부를 포함하는 액체 저장 용기용 펌프 뚜껑.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 공압복원부는,
    상기 뚜껑바디와 상기 버튼부 중 어느 하나에 형성된 제2 실린더와, 상기 뚜껑바디와 상기 버튼부 중 나머지 하나와 결합되며 상기 제2 실린더 내부에서 이동하며 상기 제2 실린더 내부를 압축하는 압축피스톤을 포함하는 액체 저장 용기용 펌프 뚜껑.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제2 실린더는 중앙에 상기 액체토출관 또는 상기 제2 액체이동관이 통과하는 관통구가 형성되고, 기체가 밀폐된 압축공간이 상기 관통구를 둘러싸는 중공형 실린더로 이루어지며,
    상기 압축피스톤은 링 형상으로 형성되어 상기 압축공간을 밀폐하며 상기 제2 실린더를 따라 슬라이딩 이동하여 상기 압축공간을 압축하는 액체 저장 용기용 펌프 뚜껑.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제2 실린더는 상기 뚜껑바디에 형성되며 상기 실린더바디가 삽입되는 상기 관통구가 상하 방향으로 개구되고,
    상기 버튼부는 하단부가 상기 압축피스톤을 직접 가압하는 액체 저장 용기용 펌프 뚜껑.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 공압복원부는 유연한 재질로 이루어지며 내부에 기체가 채워져 압축 및 복원이 가능한 튜브를 포함하는 액체 저장 용기용 펌프 뚜껑.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 피스톤유닛은,
    상기 제1 실린더 내부에 수용되어 상하 방향으로 이동하며 외주면이 상기 제1 실린더의 내주면에 밀착되고 중앙에 상기 액체토출관과 연통되는 연통구가 형성된 링 형상의 제1 피스톤과,
    상기 제1 피스톤의 하부에서 상기 연통구를 밀폐하는 압축면과, 상기 압축면으로부터 연장되어 상기 연통구를 통과하는 기둥부를 포함하는 제2 피스톤, 및
    상기 버튼부와 연결되고 중앙에 상기 제2 액체이동관이 형성되며, 상기 기둥부와 고정되어 일체로 이동하며 상기 제1 피스톤을 하부로 가압하되 상기 제1 피스톤과 유격을 유지하며 접하는 샤프트부재를 포함하는 액체 저장 용기용 펌프 뚜껑.
  7. 제6 항에 있어서, 상기 기둥부는,
    일 측이 상면으로 개구되어 상기 제2 액체이동관과 연결되고 타 측이 측면으로 개구되어 상기 연통구에 위치하는 연결관을 포함하는 액체 저장 용기용 펌프 뚜껑.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 뚜껑바디 또는 상기 실린더바디에 상기 버튼부가 이동하는 방향으로 절개된 절개부와, 상기 버튼부에 형성되어 상기 절개부를 따라 이동하는 돌기부를 더 포함하되,
    상기 버튼부는 상기 뚜껑바디에 회전 가능하게 결합되어 상기 버튼부가 회전함에 따라 상기 돌기부가 상기 절개부에 삽입되거나 이탈되는 액체 저장 용기용 펌프 뚜껑.
  9. 제1 항에 있어서, 상기 체크밸브부는,
    상기 제1 실린더 하부에 위치하여 상기 제1 액체이동관 출구를 막는 볼(ball)과,
    상기 제1 실린더부로부터 돌출되며 상기 볼과 접하지 않도록 상기 볼 상부로 연장되어 상기 볼의 이탈을 막는 복수 개의 이탈방지돌기를 포함하는 액체 저장 용기용 펌프 뚜껑.
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