JP4265794B2

JP4265794B2 - 知能型水洗式便器の排水装置

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Publication number: JP4265794B2
Application number: JP2004533829A
Authority: JP
Inventors: チャン，ヒー−セオク; リム，チャン−シク
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-09-04
Filing date: 2003-08-22
Publication date: 2009-05-20
Anticipated expiration: 2023-08-22
Also published as: KR100457640B1; KR20040021403A; CN1688775A; AU2003252574A1; US20050283891A1; US7225478B2; EP1540096A1; JP2005538275A; WO2004022861A1; CN100357534C

Description

本発明は知能型水洗式便器の排水装置に係るものであって、さらに詳しくは、一般家庭や公共化粧室に設けられる洋便器の排水のために、センサーが人を感知し、その感知された時間に従って大小便を判断して浮力器に気泡を差等的に供給することにより、気泡の充填に従って上下運動をする浮力器によってサイホン蓋が開閉され排水機能を行なう知能型水洗式便器の排水装置に関するものである。

一般的に、大小便兼用に使用される水洗式便器は、陶器からなった本体と、その後方に位置され汚物洗浄用水が貯蔵されるタンクとからなり、従来の便器では便器内の汚物を排出するために水槽には一定量の水が貯蔵され、それを流して処理する方式を用いる。

最近では、上記水洗式便器を改良した便器が一般公共建物に導入されている。上記自動式便器は用便をしようとする人の有無を赤外線センサーで感知し、これを主コントロール部で処理して洋便器または小便器の排水バルブに連結されたソレノイドバルブを作動させて排水させる方法を用いている。

さらに他の方法としては、図１に示したように、利用者の有無を便器蓋に設けられた赤外線センサー部１で感知してこれを主コントロール部２で処理し、前記処理されたデータに応じてモーター３にてチェ-ン調節装置４によってチェ-ンに連結されたサイホンの蓋部５を上下運動で開閉することにより、水槽の水が流されて用便の処理が行なわれるようにする方法を用いている
上記ソレノイドバルブを使用する従来技術の水洗式便器は、給水パイプに高い圧力を必要としていた。一般公共建物に設けられる場合には、高い圧力で消費電力が少ないパイロット方式のソレノイドバルブを利用して、従来技術の水洗式便器の具現が可能であった。しかしながら、水槽に水を満たしてから用便の処理をする一般家庭の便器では、十分なパイプ内圧力が保障されないので上記ソレノイドバルブの具現は難しいとの問題点がある。

また別途に、一般家庭においては家庭用便器に適応させて開発された最大直径１インチの低水圧で、流体量が少なくても作動することができる直動式ソレノイドバルブの導入が進んでいる。しかしながら上記タイプのソレノイドバルブには排水時間が長いことと、低水圧と低流体量で作動するために便器内の汚物が完全に排水されないという欠点がある。

さらに、上記モーターを使用する従来技術の水洗式便器はその作動環境が多湿であるため耐久性に問題があり、多数筋のチェーンが使用されるため正常動作が不確実な問題点がある。

本発明は上記のような問題点を解決するために提案されたものであって、その目的は、センサーにより使用者を感知すると制御部の制御信号によって気泡が浮力器に供給され、その浮力によって浮力器が上昇してタンクに盛れた水の排水口を塞いでいるサイホンの蓋を開閉することにより洋便器の排水機能が自動的に行なわれるようにする知能型便器排水装置を提供することである。

さらに、センサーが便器使用者の使用時間を感知しそれを制御部で定められた時間に従って大小便を判断し、水槽の水を差等的に放出させることにより、水の節約が可能になるようにする知能型水洗式便器排水装置を提供することである。

上記の目的を達成するための本発明による知能型水洗式便器の排水装置は、便器の外部に設置され便器利用者の有無を感知するセンサー部；上記センサー部で便器利用者が感知されれば、その感知継続時間を所定基準時間と比較して所定時間以上である場合、大便に判断し、用便制御信号を送信する制御部；上記制御部の用便制御信号に従って、気泡を発生させる気泡発生器；上記気泡発生器と接続され気泡の供給と排出を制御するソレノイドバルブ；上記気泡発生器から気泡の供給を受けて気泡の充填有無に従って、上下運動を行う浮力器；および上記浮力器の上下運動に従って開閉され水槽の水を排水させるサイホン蓋を含むことを特徴とする。

好ましくは、上記用便制御信号は大便制御信号と小便制御信号とに区分され、大小便制御信号に従って差等的に気泡を発生させ、上記サイホン蓋の行程を制限するように水槽の内部に付着されるリミットブラケットをさらに含むことを特徴とする。

さらに好ましくは、上記制御部は使用者がメロデイーボタンを押すとスピカ-を通じて所定時間メロデイーが発生するようにするメロデイーチップ；およびセンサー部で感知された使用者の便器利用時間が30分を越えるとこれを指定された電話に自動ダイアリングするようにするホームセキユリテイーに連結させる緊急信号作動装置をさらに含むことを特徴とする。

さらに好ましくは、上記ソレノイドバルブはＴ型コネクターを通じて平行に移動可能なチューブに連結されており、更に柔軟な素材のチューブにより浮力器とも連結されている。浮力器に気泡が提供されるとき、ソレノイドバルブの排気口は常に閉じられており、浮力器から気泡が排出されるときにのみソレノイドバルブの排気口は開かれる。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳しく説明する。

以下において、本発明はセンサーが洋便器の利用者を感知してその経過時間に従って大小便を区分して、気泡発生器から気泡の供給を受けて上下運動を行う浮力器によってサイホンの蓋が開閉されることにより、自動的に排水機能を行なう知能型水洗式便器排水装置を好ましい実施例で説明するが、本発明の技術的思想はこれに制限されることなく、当業者によって修正され多様に実施され得るのは勿論である。

図２は本発明が適用された知能型水洗式便器の排水装置の正面を示す図面であり、図３は本発明が適用された知能型水洗式便器排水装置の側面を示す図面であり、図４は本発明が適用された知能型水洗式便器の排水装置の制御部のブロック図であり、図５は本発明が適用された知能型水洗式便器の排水装置の制御部の動作を示す流れ図である。

本発明が適用された知能型水洗式便器の排水装置は便器利用者の有無を感知するセンサー部１０、上記センサー部１０から感知された利用者の便器利用時間で大小便を判断して制御信号を送信する制御部２０、上記制御部２０の制御信号に従って、大小便に対して差等的に気泡を発生させる気泡発生器３０、上記気泡発生器３０から供給された気泡の充填有無に従って上下運動をする浮力器４０、上記浮力器４０の上下運動によって開閉され水を排水させるサイホン蓋５０、上記浮力器４０に充填された気泡を放出させるように誘導するソレノイドバルブ７０から構成される。

図２ないし図３を参照して本発明の実施例に基づいた知能型水洗式便器排水装置に対してもう少し詳しく説明する。

上記センサー部１０は水洗式洋便器の外部に設置されて便器を利用する人の有無を持続的に感知する。

この時、上記センサー部１０は、赤外線を放出し感知された物体から赤外線が反射されることによりその物体を感知するようにするように便器の下側に設置される。センサーの感知範囲は座っている人は勿論、便器周囲に倒れている人も感知できるように上側を斜めに感知する方向に設ける事が好ましい。

センサー部１０が感知した信号を制御部２０に送信した後、次に大小便信号を送信するために、その利用時間の開始を始めるとともにあらかじめ制御部に設定された利用時間との比較も開始する。

図４に示されるように、マイクロプロセッサー２１は制御部２０は演算装置２４、入出力ポート２５、タイマー２６、メモリ部２７、複数のメロデイーを演奏することのできるメロデイーチップ２２、緊急時に電話連絡が可能な緊急信号作動装置２３を内蔵している。メロデイーチップ２２とは便器利用者がボタンを押したとき、一定期間メロデイーが流れるようになっている。緊急信号作動装置２３は非常事態連絡用電話に接続されており、センサーが利用者の緊急事態を感知したときには自動的に緊急連絡先に連絡するように設定されている。

センサー１０が便器利用者の存在を感知して、その信号を入出力ポート２５に送信してからマイクロプロセッサー２１は作動する。それから、タイマー２６が大小便のいずれかであるという信号を送信するために、便器利用時間を測定する。この時、演算装置２４は上記メモリ２７に貯蔵される人体感知時間をそれぞれ「使用者安全時間」、「非使用時間」、「大小便境界時間」等に区分された所定時間と比較する。

演算装置２４がタイマー２６より実際の便器利用者の使用時間のデータを受信して、メモリー部２７の設定時間との比較を元に用便を区別する。メモリ２７は利用者の感知時間をそれぞれ「使用者安全時間」、「未使用時間」、「大小便境界時間」等、所定時間に区分して貯蔵している。

図５の流れ図を用いて本発明である知能型水洗式便器の排水装置の詳細について説明する。使用者が便器の使用開始を始めたときからセンサー部１０が使用開始信号を制御部２０へ送信する。その後、演算装置２４が使用時間の測定を開始する。上記演算装置２４による便器使用時の測定時間が「使用者安全時間」と設定されている３０分を超えると、使用者に異常が生じたと判断して緊急信号作動装置２３に緊急信号を送信して、ホームセキュリテイ-システム１００を作動させる。

上記ホームセキュリテイ-システム１００はテレホンモデム１１０と連結されており、救助隊や１１９番および親族と連絡を取る事が可能である。

また、使用者がトイレの個室に入っただけですぐに立ち去った場合や、使用する目的ではなく便器およびセンサーの前を横切るなどした場合にもセンサー１０は継続して使用者の有無を感知するために赤外線を放出し続ける。またセンサー１０が１０秒間継続して便器の使用者を感知しない場合、上記演算装置２４はリセット後、初期設定、「非使用時間」に戻る。

また、便器使用時間が１０秒以上であり、１２０秒以下である場合、上記演算装置２４が小便であると判断してその信号を送信する。センサー１０が１２０秒以上の便器使用時間を感知した場合、上記演算装置２４が大便であると判断してその信号を送信する。

この時点では、以上提示した「使用者安全時間」、「非使用時間」、「大小便境界時間」に対して、それぞれ例を挙げて記述したが、これに限定されるものではない。
便器使用者が用便の音や単純に気分良く用を足したい時に、便器使用者は制御部２０に設置されているメロデイーボタンを使用してもよい。それにより、メロデイーチップ２２に登録されたメロデイーが一定の期間スピーカー１３０より出力され、用便を足しているときの音を覆う。

以上で例示した制御部２０にはマイクロプロセッサー２１の制御を目的として設計された８ビット、８０Ｃ３１チップを利用する事が好ましい。前記気泡発生器３０は前記制御部２０の出力信号に応じて気泡を発生させるが、その信号内容に従ってそれぞれ異なる時間の間気泡をさせるよう。

例えば、気泡発生器３０は小便の場合は８秒間作動し、大便である場合は１２秒間作動させ気泡を発生させる。

また気泡を発生するための気泡発生器作動時間は上記に限定されるものではない。

上記ソレノイドバルブ７０はＴ型コネクター８０でもって上記気泡発生器３０と平行に接続され、更に柔軟な素材のチューブ４２を通して浮力器４０と接続されている。上記気泡発生器３０から発生された気泡はＴ型コネクターを通って浮力器４０へと運ばれる。気泡が浮力器４０に供給されるまで、ソレノイドバルブ７０の排気口は常に閉じられている（Ｎ．Ｃ．）。ソレノイドバルブ７０は制御部２０からの気泡を放出せよという信号を受信すると排気口が開放され、気泡が浮力器４０へと放出される。

浮力器４０の上部分は柔軟な素材のチューブ４２に接続されており、浮力器４０の底部分に入水および排水が可能な水孔４１が形成されている。

通常、浮力器４０はその中身を水で満たされ、沈むようになっている。そして気泡発生器３０の気泡が供給された時、供給された気泡の圧力によって水孔４１へ水が排水され、浮力器４０は気泡で充填され該浮力によって上昇するようになる。

さらに、上記ソレノイドバルブ７０の排気口が開放されると水孔４１を通じて水が入水され、浮力器４０が再び沈むようになる。

一方、上記サイホン蓋５０は上記浮力器４０に連結され、制御信号に従って排水量を調節する。

さらに、上記サイホン蓋５０は水槽内部に設置されたリミットブラケット６０に連結されている。上記リミットブラケット６０により所定角度でサイホン蓋５０の開放を制限すると共に制御信号の内容により流水量を制御している。

また、サイホン蓋５０は手動レバー９０に連結されており、緊急事態において排水を手動で行うことも可能である。

上記のような構成による本発明による知能型水洗式便器排水装置の一実施例に対する動作を図４と図５とを参照して詳しく説明すれば次のとおりである。

第二段階の手順として、マイクロプロセッサー２１の入出力ポート２５とタイマー２６を初期化する。第四段階の手順として、マイクロプロセッサー２１はローレベル信号がポート１-７へと正常に送信できているか確認する。

第六段階の手順としては、マイクロプロセッサー２１のタイマー２６がローレベル信号の継続して送信されている時間を感知する。感知された時間はリアルタイムで記録され、メモリ部２７の所定時間と比較される。第八段階の手順として、該感知時間が３０分以上継続すれば、マイクロプロセッサー２１によって便器使用者が緊急状況に陥っていると判断される。第七段階の手順としてはテレホンモデム１１０と連結されているホームセキュリテイ-システム１００が、緊急信号作動装置２３を作動させ、救助隊や１１９番および親族へ緊急信号を送信する事が可能である。

一方で、マイクロプロセッサー２１の中のメモリ部２７はハイレベル信号がセンサー部１０に受信されるまでの実時間を記録しておく。

第十段階としては、マイクロプロセッサー２１内に設置された演算装置２４が上記ハイレベル信号を感知した後、第十二段階としてメモリ部２７内の所定の設定時間と比較する。また、使用者がトイレの個室に入っただけですぐに立ち去った場合や、使用する目的ではなく便器およびセンサーの前を横切るなどした場合にもセンサー１０は継続して使用者の有無を感知するために赤外線を放出し続ける。またセンサー１０が１０秒間継続して便器の使用者を感知しない場合、上記演算装置２４はリセット後、初期設定、「非使用時間」に戻る。

第十四段階としては、便器使用時間が１０秒以上であり、１２０秒以下である場合、上記演算装置２４が小便であると判断してその信号を送信する。センサー１０が１２０秒以上の便器使用時間を感知した場合、上記演算装置２４が大便であると判断してその信号を送信する。その後、気泡発生器３０が気泡をポート１−０を通じて浮力器に供給する。

第十五段階としては、気泡発生器３０が、ポート１−０を通じてマイクロプロセッサー２１より受信した大便信号に基づいて１２秒間に渡り要求された気泡を生成する。第十六段階としてはポート１−１を通じてソレノイドバルブ７０を１０秒間作動させる。第十七段階として、気泡発生器３０が、ポート１−０を通じてマイクロプロセッサー２１より受信した小便信号に基づいて８秒間に渡り要求された気泡を生成する。第十八段階として、ポート１−１を通じてソレノイドバルブ７０を１０秒間作動させる。

上記ソレノイドバルブ７０はT型コネクター８０でもって上記気泡発生器３０と平行に接続され、更に柔軟な素材の移動チューブ４２を通して浮力器４０と接続されている。上記気泡発生器３０で上記浮力器４０に気泡を供給する場合には、上記ソレノイドバルブ７０が閉まることで、気泡が大気に漏出されないように作用し、気泡が供給されると、（Ｎ．Ｃ．）上記浮力器４０が浮き始める。上記浮力器４０から大気に気泡を放出させる時には上記ソレノイドバルブ７０が開くことにより上記気泡発生器３０と上記移動チューブ４２の連結が遮断され、上記浮力器４０内の気泡が上記移動チューブ４２を通じて大気に放出される。

常に便器の水槽には一定量の推量が維持されている。浮力器４０は柔軟な素材のチューブ４２に接続されており、その底部分に入水および排水が可能な水孔４１が形成されている。浮力器４０はその中身を水で満たされ、気泡発生器３０の気泡が供給された時、供給された気泡の圧力によって水孔４１へ水が排水され、浮力器４０は気泡で充填され該浮力によって沈む。

制御信号に伴って排水量を調節するサイホン蓋５０に浮力器４０は連結されている。さらに、上記サイホン蓋５０は水槽内部に設置されたリミットブラケット６０に連結されている。上記リミットブラケット６０により所定角度でサイホン蓋５０の開放を制限すると共に制御信号の内容により流水量を制御している。

一方、排水量は浮力器を満たした空気量によって調節される。気泡発生器３０が浮力器４０に小便の場合は８秒間、大便の場合は１２秒間気泡を供給する。

マイクロプロセッサー２１はソレノイドバルブ７０を調節してポート1₋1を通して大小便に関わらず、便器内の汚物を流す。この時点では浮力器内の空気はソレノイドバルブ７０の排気口を通して放出されている。

この時、上記浮力器４０には気泡が抜け出るのと同時に水孔４１を通じて水が満たされるようになり、サイホン蓋５０に掛かる水の圧力と少なくなった浮力との力の差異によってサイホン蓋５０は閉じられるようになる。

以後、水槽には排水された一定水位が再度満ちるまで水が供給されるようになる。

以上検討したとおり、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者において本発明の技術的思想を外れない範囲内で種々な置換、変形および変更が可能であるので、前述の実施例および添付の図面に限定されるものではない。

以上検討したとおり、本発明によって知能型水洗式便器排水装置は外部に設置されたセンサー部が使用者を感知しこれに従って、気泡発生器の気泡が充填される浮力器の上下運動によって水槽の水が排水されることにより、便器の大小便の洗浄のための排水が自動的に行なわれる効果がある。

さらに、センサー部が用便をしようとする使用者の便器利用時間を感知し、これを制御部が所定基準時間と比較して大小便を区別して、これに従って差等的に排水が行なわれることにより、大小便の区分なしに同一量で排水される既存の排水装置に比べて水を節約することができる効果がある。

さらに、センサー部が便器の下で感知機能を行い、これを受信した制御部が便器使用者の便器利用時間が度を過ぎて長い、使用者が便器の周囲に倒れているようであればこれを使用者の親姻戚らに自動ダイアリングするようになるホームセキュリテイ-システムを備えることにより、老弱者および肢体不自由者を対象にする化粧室で生じ得る不意の事故を防止できる効果がある。

従来技術の水洗式便器を示す図面である。本発明が適用された知能型水洗式便器の排水装置の正面を示す図面である。本発明が適用された知能型水洗式便器の排水装置の側面を示す図面である。本発明が適用された知能型水洗式便器の排水装置の制御部のブロック図である。本発明が適用された知能型水洗式便器の排水装置の制御部の動作を示す流れ図である。

Claims

便器の外部に設置され、便器利用者の有無を感知するセンサー部１０；
上記センサー部１０で便器利用者が感知されると、その感知保持時間を所定基準時間と比較して所定時間以上である場合大小便に判断し、用便制御信号を生成する制御部２０；
上記制御部２０の用便制御信号に従って気泡を発生させる気泡発生器３０；
上記気泡発生器３０と接続され気泡の供給と排出を制御するソレノイドバルブ７０；
上記気泡発生器３０から気泡の供給を受けて気泡の充填有無に従って上下運動をする浮力器４０；および
上記浮力器４０の上下運動に従って開閉され水槽の水を排水させるサイホン蓋５０を含むことを特徴とする知能型水洗式便器排水装置。
上記用便制御信号は、大便制御信号と小便制御信号とに区分され大小便制御信号に従って、差等的に気泡を発生させ、上記サイホン蓋５０の工程を制限するように水槽の内部に設置されるリミットブラケット６０をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の知能型水洗式便器排水装置。
上記制御部２０は使用者がメロディーボタンを押すとスピーカー１３０を通じて所定時間メロディーが発生するようにするメロディーチップ２２；および
センサー部１０で感知された使用者の便器利用時間が３０分を超えるとこれを指定された電話に自動ダイアリングするようにホームセキュリティーシステム１００に連結させる緊急信号作動装置２３をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の知能型水洗式便器排水装置。
上記ソレノイドバルブ７０はT型コネクター８０を用いて上記気泡発生器３０と平行に接続され、更に移動チューブ４２を通じて上記浮力器４０と接続されており、
上記ソレノイドバルブ７０が閉まる場合、気泡発生器３０から出た気泡は T 型連結部８０の両端を通じて移動チューブ４２と連結された浮力器４０側に流入され、
上記ソレノイドバルブ７０が開かれた場合、移動チューブ４２と気泡発生器３０の連結状態は遮断され、浮力器４０内部の空気が移動チューブ４２を通じて大気に放出されるように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の知能型水洗式便器排水装置。