KR0152249B1 - 전자감응식 자동급수밸브 모터제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자감응식 자동급수밸브에 설치된 모터를 구동시켜 물을 공급하기 위한 모터제어장치에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는 소모 전력이 적어서 소형 건전지에 의하여 장시간 동안 작동이 가능하며, 부피가 매우 소형화된 전자감응식 자동급수밸브 모터제어장치에 관한 것이다.

본 발명의 전자감응식 자동급수밸브 모터제어장치는, 전체 회로를 제어하기 위한 중앙 처리 장치(1), 상기 중앙 처리 장치(1)로부터의 신호에 의하여 출력 신호를 방출하는 발광부(2), 상기 발광부(2)에서 방출된 신호를 반사하는 신체 또는 물체인 반사체(3), 상기 반사체(3)로부터 반사된 신호를 수신하기 위한 수광부(4), 상기 수광부(4)에 입력된 신호중 발광부(2)로부터 방출된 신호를 여과하여 증폭한 후에 중앙 처리 장치(1)로 신호를 입력하는 증폭회로(5), 상기 중앙 처리 장치(1)로부터 출력된 신호에 의하여 구동되며, 정방향 또는 역방향의 제어 신호를 출력하여, 급수밸브에 설치되어 물의 통로를 제어하기 위한 모터(8)를 정, 또는 역회전시키는 모터 구동 회로(7), 상기 중앙 처리 장치(1)에 반사체(3)에 의한 신호가 입력되면 일정 시간 간격으로 점멸하여 사용 상태를 나타내는 작동 표시 램프(9), 사용 용도에 따라서 밸브의 개폐 및 지연 시간을 설정하기 위한 타이머 스위치(10), 건전지를 교환하여야 하는 경우에 수광부(4)에서 물체 또는 인체를 감지할 때 평소보다 빠른 주기로 점멸하여 건전지 교환시기를 알려주는 저전압 표시 램프(11), 및 건전지(12)를 사용한 전원 공급회로로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

전자감응식 자동급수밸브 모터제어장치

제1도는 본 발명에 의한 전자감응식 자동급수밸브 모터제어장치의 블록회로도.

제2도는 본 발명에 의하여 수도 꼭지에 사용되어 각각의 타이밍을 나타내는 타이밍 다이아그램.

제3도는 본 발명에 의하여 제어되는 종래의 자동급수밸브의 일실시예.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 중앙 처리 장치 2 : 발광부

3 : 반사체 4 : 수광부

5 : 증폭회로 6 : 가변기저항(VR)

7 : 모터 구동 회로 8 : 모터

9 : 작동 표시 램프 10 : 타이머 스위치

11 : 저전압 표시램프 12 : 건전지

20 : 밸브부 22 : 밸브부 공간

24 : 밸브체 하우징 26 : 밸브 구동부

28 : 모터 기어 30 : 모터

34 : 아이들 기어 36 : 캠기어

38 : 밸브 구동부 공간

[발명의 분야]

본 발명은 전자감응식 자동급수밸브에 설치된 모터를 구동시켜 물을 공급하기 위한 모터제어장치에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는 소모 전력이 적어서 소형 건전지에 의하여 장시간 동안 작동이 가능하며, 부피가 매우 소형화된 전자감응식 자동급수밸브 모터제어장치에 관한 것이다.

[발명의 배경]

종래에 가정의 싱크대용 수도 꼭지, 화장실의 소변기, 또는 샤워기 등에서 직접 손으로 레버를 작동시키지 않고, 사용자가 일정 거리 이상 근절하는 경우에, 이 접근 상태를 감지하고 급수밸브에 설치된 모터를 자동으로 작동시켜 물을 공급하는 방식으로 급수밸브를 작동시키는 전자감응식 자동급수밸브용 모터제어장치가 사용되어 왔다.

사용자의 접근 상태를 감지하기 위하여 사용되는 장치는 일반적으로 특정 적외선 신호를 방출하는 발광부와, 상기 발광부로부터 방출된 신호가 수신되는 수광부를 구성하고, 상기 적외선 신호가 사용자 또는 물체에 반사되어 수광부에 신호가 입력되는 경우에 모터가 작동되었다.

그러나, 종래의 자동급수밸브용 모터제어장치는 구성 회로가 복잡하고, 부품의 수가 많아서 부피가 커지는 문제가 있었다. 즉, 제조 측면에서보면 부품의 수가 많음으로 조립 공정에 소요되는 시간이 증가하므로 생산성이 낮고 제조원가가 높아지는 문제가 있었다. 또한 장시간 동안 수분이 많은 지역에서 사용되므로 사용중에 고장 발생의 확률이 높았다.

본 발명자는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 회로를 단순화하여 부피를 감소시킴으로써 취급이 용이하며 생산성이 향상되고, 습기가 많은 곳에서 사용되므로 방수 효과가 높아지는 등의 잇점을 가진 본 발명을 하기에 이른 것이다.

[발명의 목적]

본 발명의 목적은 사용자가 손으로 작동시키기 않고 자동적으로 작동되는 전자감응식 자동급수밸브용 모터제어장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 종래 다수의 부품이 사용되던 제어회로를 단순화시켜 부품수를 감소시킴으로써 소형화된 전자감응식 자동급수밸브 모터제어장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 부품수를 감소시킴으로써 제조 원가가 절감되고, 생산성이 향상된 전자감응식 자동급수밸브 모터제어장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 자동감지 소변기. 싱크대의 수도 꼭지, 샤워기 등에 연결하여 사용할 수 있는 전자감응식 자동급수밸브 모터제어장치를 제공하는 것이다.

[발명의 요약]

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전자감응식 자동급수밸브 모터제어장치는, 전체 회로를 제어하기 위한 중앙 처리 장치(1), 상기 중앙 처리 장치(1)로부터의 신호에 의하여 출력 신호를 방출하는 발광부(2), 상기 발광부(2)에서 방출된 신호를 반사하는 신체 또는 물체인 반사체(3), 상기 반사체(3)로부터 반사된 신호를 수신하기 위한 수광부(4), 상기 수광부(4)에 입력된 신호중 발광부(2)로부터 방출된 신호를 여과하여 증폭한 후에 중앙 처리 장치(1)로 신호를 입력하는 증폭회로(5), 상기 중앙 처리 장치(1)로부터 출력된 신호에 의하여 구동되며, 정방향 또는 역방향의 제어 신호를 출력하여, 급수밸브에 설치되어 물의 통로를 제어하기 위한 모터(8)를 정, 또는 역회전시키는 모터 구동 회로(7), 상기 중앙 처리 장치(1)에 반사체(3)에 의한 신호가 입력되면 일정 시간 간격으로 점멸하여 사용 상태를 나타내는 작동 표시 램프(9), 사용 용도에 따라서 밸브의 개폐 및 지연 시간을 설정하기 위한 타이머 스위치(10), 건전지를 교환하여야 하는 경우에 수광부(4)에서 물체 또는 인체를 감지할 때 평소보다 빠른 주기로 점멸하여 건전지 교환시기를 알려주는 저전압 표시 램프(11), 및 건전지(12)를 사용한 전원 공급회로로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

[발명의 구체예의 상세한 설명]

본 발명은 전자감응식 자동급수밸브에 설치된 모터를 구동시키기 위한 모터제어장치에 관한 것으로서, 소비되는 전력이 매우 적어 소형 건전지에 의하여 장시간 동안 작동이 가능하며, 소형화된 전자감응식 자동급수밸브 모터제어장치에 관한 것이다.

종래에 사용되는 자동급수밸브 제어회로는 구성이 복잡하고, 부품의 수가 대단히 많기 때문에 고장 발생의 확률이 높을 뿐 아니라, 생산성이 매우 낮고 제조원가가 높은 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것이며, 또한 종래의 자동소변세척기 뿐만 아니라, 싱크대의 수도 꼭지, 샤워기 등과 같이 물을 공급하는 다른 장치에도 적용가능한 자동급수밸브 모터제어장치이다.

본 발명에 의한 전자감응식 자동급수밸브 모터제어장치는, 제1도에 도시된 바와 같이, 전체 회로를 제어하기 위한 중앙 처리 장치(1), 상기 중앙 처리 장치(1)로부터의 신호에 의하여 출력 신호를 방출하는 발광부(2), 상기 발광부(2)에서 방출된 신호를 반사하는 반사체(3), 상기 반사체(3)로부터 반사된 신호를 수신하기 위한 수광부(4), 상기 수광부(4)에 입력된 신호중 발광부(2)로부터 방출된 신호를 여과하여 증폭한 후에 중앙 처리 장치(1)로 신호를 입력하는 증폭회로(5), 상기 중앙 처리 장치(1)로부터 출력된 신호에 의하여 구동되며, 정방향 또는 역방향으로 모터(8)를 작동시키기 위한 모터 구동 회로(7), 상기 중앙 처리 장치(1)에 반사체에 의한 반사 신호가 입력되면 일정 시간 간격으로 점멸하여 사용 상태를 나타내는 작동 표시 램프(9), 사용 용도에 따라서 밸브의 개폐 및 지연 시간을 설정하기 위한 타이머 스위치(10), 건전지를 교환하여야 하는 경우에 수광부(4)에서 물체 또는 신체를 감지할 때 평소보다 빠른 주기로 점멸하여 건전지 교환시기를 알려주는 저전압 표시 램프(11), 및 건전지(12)를 사용한 전원 공급회로로 구성된다.

상기 중앙 처리 장치(1)는 발광부(2)에 신호를 출력하여 발광부(2)에서 신호를 방출하도록 한다. 이 때, 발광부(2)에 출력되는 중앙 처리 장치(1)에서 자체적으로 발생된 구형파 신호이다. 상기 구형파 신호에 의하여 발광부(2)에서 방출되는 신호는 적외선 신호이다. 상기 중앙 처리 장치(1)로부터 발생되는 구형파 신호와 상기 발광부(2)로부터 발생되는 적외선 신호는 동일한 주파수를 갖는 신호이다.

상기 적외선 신호는 회로를 구성할 때에 사용되는 신호 발생 장치가 단순하고, 또한 용이하게 수신할 수 있는 잇점이 있으므로 많이 사용되고 있다. 그러나, 발광부(2)에서 방출되는 신호는 다른 형태의 신호, 예를 들면, 초음파 신호가 될 수 있으며 이에 따라서 사용되는 회로가 변경된다.

상기 발광부(2)에서 발생된 적외선 신호는 반사하는 물질이 없으면 반사되는 신호가 있을 때까지 계속하여 지향된 방향으로 방출된다. 만일 반사체(3)가 접근하는 경우(소변기 또는 싱크대의 수도 꼭지에 신체 또는 물체를 접근시키는 경우)에는 발광부(2)로부터 방출된 적외선 신호가 반사체(3)에 반사되고 반사 신호의 일부는 수광부(4)에 입사된다. 이 때 입사되는 적외선 신호에는 발광부(2)로부터 입사된 신호 이외에도 주변으로부터 입력된 많은 소음(noise)이 포함되어 있다. 이렇게 신호에 포함된 소음은 증폭 회로에서 효과적으로 제거된다.

수광부(4)에 입력된 신호는 다시 증폭 회로(5)로 입력되어 증폭된다. 증폭 회로는 상기 수광부(4)를 통과한 검출 신호중에서 발광부(2)로부터 방출된 신호를 여과한 후 증폭한다. 이 때 증폭 회로로부터 입력된 신호의 주파수와 발진 주파수가 중앙 처리 장치에서 동기화된다. 또한 가변 저항기(VR)(6)가 상기 증폭 회로(5)에 연결되어 있다. 상기 가변 저항기(6)는 이득 조절용 저항기이다. 증폭 회로(5)의 이득을 조정함으로써 입력 신호의 감도를 조정하여, 수광부(4)가 반사체의 이동을 감지하는 감지 범위를 조절할 수 있다.

증폭 회로(5)를 통과한 증폭 신호는 중앙 처리 장치(1)에 입력된다. 중앙 처리 장치(1)는 입력된 신호에 의하여 모터(8)를 구동시키기 위한 신호를 발생시킨다. 즉. 모터(8)를 정회전 또는 역회전 시킬 것 인가를 내부에 저장된 프로그램에 의하여 판단한 후 적절한 제어 신호를 발생시킨다. 발생된 제어 신호는, 정회전 또는 역회전 신호이건, 모터 구동 회로(7)에 입력된다. 상기 모터 구동 회로(7)는 상기 제어 신호에 의하여 모터(8)를 정회전 또는 역회전시킨다. 모터(8)는 소형 모터로서 자동급수밸브에 설치되며, 소비 전력이 매우 적고, 차지하는 부피가 적은 잇점이 있다. 또한 상기 모터는 물을 공급하기 위하여, 예를 들면 소변 세척기, 수도 꼭지 또는 샤워기 등에, 다양하게 적용시킬 수 있다. 이러한 것들 중 급수밸브에 사용된 모터의 일례를 제3도를 사용하여 상세히 설명한다.

중앙 처리 장치(1)는 수광부(4)로부터 신호가 입력되면 작동 표시 램프(9)가 일정한 시간 간격으로 점멸하거나, 작동중에는 점등 상태기 되도록 제어하며, 이것을 초기 설정 프로그램에 의하여 결정된다. 작동 표시 램프(9)가 작동함으로써 물체 또는 신체의 감지 여부를 사용자가 직접 확인 할 수 있다. 상기 작동 표시 램프(9)는. 예를 들어, 발광 다이어오드와 같은 소자를 사용하여 구성할 수 있다.

또한 중앙 처리 장치(1)에 내장된 타이머(timer)를 사용하여 1초 내지 100초의 범위 내에서 작동 시간을 설정할 수 있다. 따라서 급수밸브의 용도(예를 들면 수도꼭지. 세척기, 샤워기 등)에 따라서 밸브의 개폐 시 및 지연 시간을 다양하게 설정하게 되며, 타이머 스위치(10)의 작동 시간도 상기 타이머를 사용하여 설정한다.

회로 및 구동용 모터(8)에서 에너지를 공급하는 것은 전원 공급 회로에 연결된 건전지(12)이다. 전원으로서 건전지(12)를 사용하므로 종래 사용되던 변압기를 사용하는 방식에 비하여 모터제어장치가 차지하는 부피가 감소하며, 원가가 절감되는 효과가 있다. 이것은 구동 모터의 회전이 매우 적은 시간 동안만 작동하므로 소비되는 전력이 매우 작아서 실현 가능하다.

상기 건전지(12)의 전력이 소모되어 건전지(12)를 교환할 필요가 있으면, 센서가 물체 또는 신체를 감지할 때 저전압 표시 램프(11)가 매우 빠른 주기로 점멸하여 관리자에게 건전지 교환의 필요성을 알려준다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 모터제어장치의 작동 상태를 제2도의 타이밍 다이아그램을 참고하여 설명하면 다음과 같다. 상기 타이밍 다이아그램은 수도 꼭지에 설치된 밸브를 제어하는 것의 예를 든 것이다.

본 발명의 모터제어장치는 전원이 공급되면 작동되며, 중앙 처리 장치(1)로부터 구형파가 발생되어 발광부(2)로 입력된다. 이 구형파는 발광부(2)를 작동시키는 제어 신호이다. 발광부(2)는 이에 따라서 적외선 신호를 방출한다, 이 때 방출되는 신호는 (a)와 같은 신호이다. 동시에 중앙 처리 장치(1)에 내장된 시프트 레지스터의 클럭 입력 신호인 동기 신호(b)가 발생한다. 이 동기 신호(b)는 상기 발광부(2)로부터 방출되는 신호와 정반대의 위상을 갖는 신호이다.

물체 또는 신체가 상기 발광부(2)로부터 방출되는 신호의 도달 거리안에서 이동하지 않으면 발광부(2)에서 지속적으로 방출된 신호는 수광부(4)에 수신된다. (c)도는 사용자의 신체 또는 물체가 접근하여 일정 시간동안 사용하고 있는 것을 나타내는 타이밍 다이아그램으로서 발광부(2)와 수광부(4)에 의하여 이동 상태가 감지되는 시간을 나타내는 것이다.

사용자의 신체 또는 물체가 접근하면 발광부(2)에서 방출된 신호가 수광부(4)로 반사됨으로서 사용이 감지한다. 상기 타이밍은 물체 또는 신체가 사용중인 경우에 동일한 시간동안 사용중임을 감지한다. 이 시간을 나타내는 것이 (d)로서, 사용자의 사용 시간(c)과 동일한 시간을 나타낸다.

발광부(2)로부터 방출된 신호가 반사체(3)에 반사된 후에 수광부(4)에 입사되며 입사되는 신호는 (e)와 같은 형태로서 검출된다. 이 신호는 제1도의 증폭 회로(5)를 통과한 후에 중앙 처리 장치(1)로 입력된다.

중앙 처리 장치(1)는 저장된 프로그램에 의하여 입력 신호를 판단한 후에 제어 신호를 출력한다. 이 때 제어 신호는 일정 시간 지연된 후에 출력된다. 이 제어 신호는 (f)에 도시된 바와 같은 신호로서 지속적으로 하이 신호가 출력되어 모터 구동 회로(7)를 작동시킨다. 이에 따라서 자동급수밸브에 설치된 모터(8)가 작동한다. 동시에 중앙 처리 장치(1)는 감지 기능을 일시적으로 중단한다.

감지 기능의 중단 상태는 사용자가 사용중인 시간(c)동안 지속되며, 사용자가 이탈하면 다시 감지 상태로 복귀한다.

또한 중앙 처리 장치(1)는 사용중 상태를 알리기 위하여 작동 표시 램프(9)를 작동시키는 신호를 출력시킨다. 이 신호는 (i)에 도신된 바와 같이, 중앙 처리 장치(1)의 출력 신호(f)와 거의 동시에 출력된다.

상기 중앙 처리 장치(1)에서 출력된 제어 신호(f)는 모터 구동 회로(7)에 입력된다. 제어 신호가 입력되면, 모터 구동 회로(7)는 구동 신호(j)를 출력시켜 모터(8)를 구동시킨다. 상기 구동 신호(j)는 사용중인 경우에 정회전 방향을 나타내는 펄스(cw)가 출력되어 모터(8)를 구동시킨다. 모터(8)가 구동된 후에 모터 제동 신호가 출력되어 모터(8)는 즉시 회전을 중지한다. 모터가 구동한 후에 제동 신호에 의하여 정지하는 동안 밸브가 열리고 물이 공급된다. 이 때 모터는 정지하고 있으므로 급수구의 밸브는 계속 열려져 있으므로 물이 공급된다. 상기 모터 제동 신호는 모터에 별도로 설치되는 장치로서, 모터의 회전이 일정시간 또는 위치 이동하며 모터의 회전을 중단시키도록 설정되어 있다. 이것은 제3도를 참고하여 후에 설명된다.

사용자가 이탈하는 경우에는 수광부(4)에 입사되는 신호가 없으므로 중앙 처리 자치(1)는 즉시 출력되는 신호를 정지시킨다. 이에 따라서 모터 구동 역회전 신호(ccw)가 발생한다. 상기 모터 구동 역회전 신호(ccw)는 모터 구동 정회전 신호(cw)와 반대 방향을 나타내는 신호이다. 따라서 모터(8)는 먼저 회전했던 방향과는 반대 방향으로 회전하여 밸브를 잠그게 된다.

그후에 즉시 모터 제동 신호가 입력되어 모터를 정지시킨다. 따라서 급수 밸브는 닫히고 물의 공급이 중지된다. 모터 제동 신호는 전술한 것과 동일한 방식으로 입력되어 모터의 회전을 중단시킨다.

제3도에 도시된 것을 종래 사용되던 급수밸브의 일례로서, 자동급수밸브의 단면도를 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, 밸브부(20), 밸브체 하우징(24), 및 밸브 구동부(26)로 구성되어 있다. 상기 밸브부(20)에는 종래 사용되던 것과 본질적으로 동일한 밸브가 설치되어 있으며, 밸브체 하우징(24)에는 밸브부 공간(22)과 밸브 구동부(26)의 설치를 위한 밸브 구동부 공간(38)이 형성되어 있다.

상기 밸브 구동부 공간(38) 안에는 모터(30), 모터 기어(28), 아이들 기어(34), 및 캠기어(36)가 설치되어 있으며, 모터(30)가 회전하면 이에 따라서 모터 기어(28)가 회전하고, 아이들 기어(34)가 회전하고, 캠기어(36)가 회전하여 밸브를 열어 준다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 전자감지형 자동급수밸브 모터제어장치는, 사용자가 손으로 작동시키지 않고 자동으로 작동되는 전자감응식 자동급수밸브 모터제어장치로서, 종래 다수의 부품이 사용되던 제어회로를 단순화시켜 부품수를 감소시킴으로써 소형화된 것이다.

따라서, 부품수가 감소하여 제조 원가가 절감되고, 생산성이 향상된 전자감응식 자동급수밸브 모터제어장치이다. 본 발명의 모터제어장치는 소변기, 싱크대의 수도 꼭지, 샤워기 등과 같이, 급수 목적을 위한 밸브에 다양하게 적용될 수 있다.

본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명하였지만 본 발명의 사상과 범위내에서 변형이나 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 첨부한 특허청구범위에 의하여 제한되어져야 한다.

Claims (5)

1. 전자감응식 자동급수밸브의 모터제어장치에 있어서, 전체 회로를 제어하기 위한 중앙 처리 장치(1); 상기 중앙 처리 장치(1)로부터의 신호에 의하여 출력 신호를 방출하는 발광부(2); 상기 발광부(2)에서 방출된 신호를 반사하는 반사체(3); 상기 반사체(3)로부터 반사된 신호를 수신하기 위한 수광부(4); 상기 수광부(4)에 입력된 신호중 발광부(2)로부터 방출된 신호를 여과하여 증폭한 후에 중앙 처리 장치(1)로 신호를 입력하는 증폭회로(5); 상기 중앙 처리 장치(1)로부터 출력된 신호에 의하여 구동되며, 정방향 또는 역방향으로 급수 밸브내부에 설치되어 물의 통로를 제어하기 위한 모터(8)를 작동시키는 모터 구동 회로(7); 상기 중앙 처리 장치(1)에 신호가 입력되면 일정 시간 간격으로 점멸하여 사용 상태를 나타내는 작동 표시 램프(9); 사용 용도에 따라서 밸브의 개폐 및 지연 시간을 설정하기 위한 타이머 스위치(10); 건전지를 교환하여야 하는 경우에 센서에서 물체 또는 인체를 감지할 때 평소보다 빠른 주기로 점멸하여 건전지 교환시기를 알려주는 저전압 표시 램프(11); 및 건전지(12)를 사용한 전원 공급회로로 구성되는 것을 특징으로 하는 전자감응식 자동급수밸브 모터제어장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 중앙 처리 장치(1)로부터 발광부(2)로 전송되는 제어 신호가 구형파 신호인 것을 특징으로 하는 전자감응식 자동급수밸브 모터제어장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 증폭 회로(5)가 물체 또는 신체의 이동을 감지하는 감지 범위를 조절하는 이득 조절용 가변 저항기(6)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자감응식 자동급수밸브 모터제어장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 중앙 처리 장치(1)가 타이머를 내장하고 있으며, 상기 타이머를 1초 내지 100초의 범위내에서 제어장치의 작동 시간을 설정할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 전자감응식 자동급수밸브 모터제어장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 모터(8)가 소형 모터로서, 소변 세척기용 자동급수밸브, 수도 꼭지용 자동급수밸브. 또는 샤워기용 자동급수밸브에 설치되어 밸브를 제어함으로써 물을 자동으로 공급하도록 구성된 모터인 것을 특징으로 하는 전자감응식 자동급수밸브 모터제어장치.