KR100798907B1 - 변기용 인체감지센서의 동작제어 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 변기용 인체감지센서의 동작제어 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 변기로부터 원격의 위치에 설치된 하우징에 인체감지용 적외선 센서를 내장설치하고, 변기를 사용하는 사람이 적외선 센서에 감지되면 메모리의 프로그램에 따라 변기에 설치된 전자식 개폐밸브를 개폐제어하여 물내림 동작을 제어하도록 된 변기용 인체감지센서의 동작제어 시스템에 있어서, 상기 하우징에 형성되어 적외선 센서가 인체를 감지할 수 있게 하는 투시창을 개폐하는 개폐판과; 상기 개폐판이 투시창을 개폐시키기 위한 개폐판의 개폐수단과; 상기 투시창이 개폐판에 의해 개폐됨에 따라 수광되는 적외선에 의한 수광부 전압을 소정 크기의 인체감지용 기준전압과 비교하는 제1비교부에 연결되어 수광부 전압이 인체감지용 기준전압보다 큰 소정 크기의 감지동작정지용 기준전압과 수광부의 전압을 비교하도록 된 제2비교부와; 상기 제2비교부에서 비교한 수광부의 전압이 감지동작정지용 기준전압보다 크거나 같으면 전자식 개폐밸브를 차단하고, 수광부의 전압이 감지동작정지용 기준전압보다 작으면 인체가 감지된 후의 프로그램에 따라 전자식 개폐밸브를 개방하도록 된 제어부를 포함한다.

따라서, 인체를 감지하여 전자식 개폐밸브를 개폐함으로써, 세정수가 용변을 세척하게 하게 하는 입식 소변기 및 좌변기에서 용변의 목적이 아닌 다른 목적으로 변기에 접근하여 일정 시간 동안 작업을 수행할 때에는 개폐판을 폐쇄시킴으로써, 개폐판이 폐쇄되어 있는 동안에는 작업자 감지에 따른 물내림 동작이 정지될 수 있 게 하여 세정수의 낭비를 방지하게 하는 변기용 인체감지센서의 동작제어 시스템을 제공한다.

Description

변기용 인체감지센서의 동작제어 시스템{Operating control system of Human Detect Sensor for chamber pot}

도 1은 본 발명에 따른 인체감지센서를 내장한 하우징 및 변기의 전체 구성을 도시한 도면.

도 2는 본 발명에 따른 개폐판 개폐구조를 도시한 도면.

도 3은 본 발명에 따른 개폐판의 개폐구조를 도시한 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 변기용 인체감지센서의 동작제어 시스템을 도시한 블럭도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

101 : 변기 102 : 하우징

103 : 적외선 센서 104 : 메모리

105 : 전자식 개폐밸브 106 : 투시창

107 : 개폐판 108 : 제1비교부

109 : 제2비교부 110 : 제어부

111, 112 : 상, 하부 가이드

113 : 가이드공 114 : 가이드돌기

115 : 요홈 116 : 스토퍼

본 발명은 변기용 인체감지센서의 동작제어 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 수세식 변기는 사용자가 용변 후 세척 버튼을 누르면 자동으로 세정수가 분사 또는 배출되어 변기를 세척함과 동시에 소변 또는 대변을 변기에서 배출시키는 것을 말한다.

상기한 수세식 변기는 사용자의 편의와 청결 등에 의하여 지속적인 발전을 거듭하여 왔으며, 최근에는 변기를 사용하고자 하는 사용자가 변기에서 일정거리 이내로 근접하면 이 사용자를 감지하여 물을 분사시키게 하는 형태로 발전해 왔다.

특히, 좌변기의 경우, 용변의 종류(소변 또는 대변)에 따라 그 사용시간이 서로 다르기 때문에 인체가 감지되고, 일정시간이 경과된 후 인체가 감지되지 않으면 그 사용 시간에 따라 세정수의 배출량(자식 개폐밸브의 개방시간)이 프로그램에 의하여 제어되는 형태로도 발전하여 세정수가 절수될 수 있게 하였다.

상기한 절수장치는 최근 그 사용이 증가되고 있는 비데(bidet)에도 널리 활용되고 있는 것으로서, 비데의 제어장치의 동작을 간략히 살펴보면, 먼저 장치에 전원이 공급되면 인체감지부는 변기의 소정 위치(예를 들면, 비데의 끝부분 양단과 수조 사이의 위치)에 구비된 인체감지센서를 통해 인체를 감지한다.

여기서 인체감지센서는 상기한 바와 같이 변기에 설치될 수도 있으며, 변기로부터 일정거리 이격된 원격의 위치에 설치될 수도 있으며, 인체감지센서의 설치 위치는 다양하게 채택변경할 수 있다.

상기한 인체감지센서는 통상의 적외선 센서에 의해 인체를 감지하게 되며, 인체가 감지되면 인체 감지 신호를 제어부에 전달한다.

상기 제어부는 인체감지부로부터 인체 감지 신호가 전달되면, 내부의 타이머를 기동시키고, 조작 패널의 출력신호를 검색하여 세척 버튼이 조작되는지를 체크한다.

상기 체크 결과 세척 버튼이 조작된 경우에는 상기 기동시킨 내부 타이머를 오프시키고, 그때까지의 타이머 값(시간 측정값)을 검색하여 대변 또는 소변을 판별하게 된다. 예를 들어 소변에 대한 시간을 설정하고, 상기 타이머 값과 소변에 대한 시간 설정 값을 비교하여, 상기 타이머 값이 상기 소변에 대한 시간 설정 값보다 작을 경우에는 소변으로 판정을 하고, 상기 타이머 값이 상기 소변에 대한 시간 설정 값보다 클 경우에는 대변으로 판정을 하게 된다.

한편, 상기와 같이 사용자의 용변 종류(대변, 소변)를 판정한 후, 수온센서 및 온도센서의 감지 값과 사용자의 조작 패널 조작에 대응하게 히터 구동부, 열선 구동부, 모터 구동부를 선택적으로 제어하여 일반적인 비데의 기능을 수행한다.

그리고, 비데의 기능이 종료되면 절수를 위해 세척수 제어신호를 출력하게 되는 데, 이때 출력되는 세척수 제어신호는 판정한 용변에 대응하는 제어신호이다.

즉, 판정한 용변의 종류가 소변일 경우에는 소변에 대응하는 세척수가 배출되도록 제어하는 신호이고, 판정한 용변의 종류가 대변일 경우에는 대변에 대응하는 세척수가 배출되도록 제어하는 신호이다.

비데의 절수 장치는, 사이폰 덮개부의 열려지는 시간이 소변은 짧게, 대변은 상기 소변에 비해 길게 설정하고, 사이폰 덮개부의 열려지는 시간의 제어로 용변의 종류에 대응하게 절수를 수행하게 된다.

상기와 같은 종래의 절수 방식 중 수동방식은 소변 시와 대변 시에 구분하여 핸드 레버를 조작하는 것으로서, 사용에 많은 불편이 따르며, 사용자의 사용방법 미숙으로 인한 오작동 등의 경우에 세척작용이 확실하지 못하고, 동작의 신뢰성도 미흡하여, 절수효과가 그다지 높지 못한 문제점이 있었다.

특히, 인체를 감지하여 세정수의 배출을 조절제어하는 방식의 변기의 경우, 용변을 목적으로 하지 않고, 변기를 수리하거나 청소하고자 할 경우 또는 변기 주변에 부설물 등과 같은 기기를 설치하고자 할 때에도 인체감지센서가 변기에 접근하는 인체를 감지하게 되므로, 용변과 관계없이 세정수가 배출되어 세정수가 낭비되는 문제점 등이 있었다.

상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 인체를 감지하여 세정수의 배출을 제어하되, 인체감지센서의 동작을 일시적 또는 한정적으로 제한할 수 있게 함으로써, 용변외의 목적으로 작업자 또는 사용자가 변기에 근접할 경우에도 세정수가 배출되지 않게 함으로써 세정수가 불필요하게 배출되어 낭비되는 것을 방지하기 위한 변기용 인체감지센서의 동작제어 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 목적은, 변기(101)로부터 원격의 위치에 설치된 하우징(102)에 인체 감지용 적외선 센서(103)를 내장설치하고, 변기(101)를 사용하는 사람이 적외선 센서(103)에 감지되면 메모리(104)의 프로그램에 따라 변기(101)에 설치된 전자식 개폐밸브(105)를 개폐제어하여 물내림 동작을 제어하도록 된 변기(101)용 인체감지센서의 동작제어 시스템에 있어서, 상기 하우징(102)에 형성되어 적외선 센서(103)가 인체를 감지할 수 있게 하는 투시창(106)을 개폐하는 개폐판(107)과; 상기 개폐판(107)이 투시창(106)을 개폐시키기 위한 개폐판의 개폐수단과; 상기 투시창(106)이 개폐판(107)에 의해 개폐됨에 따라 수광되는 적외선에 의한 수광부(103b) 전압을 소정 크기의 인체감지용 기준전압과 비교하는 제1비교부(108)에 연결되어 수광부(103b) 전압이 인체감지용 기준전압보다 큰 소정 크기의 감지동작정지용 기준전압과 수광부(103b)의 전압을 비교하도록 된 제2비교부(109)와; 상기 제2비교부(109)에서 비교한 수광부(103b)의 전압이 감지동작정지용 기준전압보다 크거나 같으면 전자식 개폐밸브(105)를 차단하고, 수광부(103b)의 전압이 감지동작정지용 기준전압보다 작으면 인체가 감지된 후의 프로그램에 따라 전자식 개폐밸브(105)를 개방하도록 된 제어부(110)를 포함하는 것을 특징으로 하는 변기(101)용 인체감지센서의 동작제어 시스템에 의해 달성된다.

여기서, 상기 개폐판의 개폐수단은, 상기 투시창(106)의 상, 하부에서 좌, 우측 길이방향을 따라 돌출성형되는 상, 하부 가이드(111)(112)와; 상기 상부 가이드(111)의 상부면과 하부 가이드(112)의 하부면에서 길이방향으로 형성된 장공형태의 가이드공(113) 또는 장홈형태의 가이드홈(도시하지 않음)과; 상기 상, 하부 가이드(111)(112)의 가이드공(113) 또는 가이드홈에 삽입되도록 'ㄱ'자 형상으로 된 개폐판(107)의 상, 하단의 끝단에서 하향과 상향으로 각각 절곡된 형상의 가이드돌기(114)를 포함한다.

그리고, 상기 개폐판(107)의 상단 저면과 하단 상면에 형성된 요홈(115)과; 상기 상부 가이드(111)의 양측단 저면과 하부 가이드(112)의 양측단 상면에서 각각 돌출성형되어 슬라이딩 이동된 개폐판(107)의 요홈(115)이 삽입되게 하는 스토퍼(116)를 포함하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 인체감지센서는 남자용 소변기 또는 좌변기(101)에 일체로 장착될 수 있으며, 도 1에 도시된 바와 같이 변기(101)로부터 일정거리 이격된 원격의 위치에 설치될 수도 있으나, 현재 출시되고 있는 대부분의 인체감지센서는 인체의 유효한 감지를 위하여 변기(101)로부터 원격에 설치되므로 이하에서는 인체감지센서가 도 1과 같이 변기(101)로부터 일정거리 이격된 원격에 설치된 것을 가정하여 설명하되, 본 발명은 인체감지센서의 설치위치에 한정되지는 않는다.

본 발명에서는 서미스터, 서모파일센서, 서모스태트 등의 열감지 센서와 같은 인체감지센서의 종류가 모두 사용될 수 있지만, 이들 인체감지센서 중에서 대중적으로 널리 사용되는 적외선 센서(103)를 하나의 실시예로 설명하기로 한다.

따라서, 상기 하우징(102)에 내장된 상태로 벽면에 매입되는 형태로 설치될 수도 있으며, 돌출된 형태로도 설치될 수 있으나, 기본적으로 하술하는 제어부(110), 제1비교부(108), 제2비교부(109) 등을 보호하기 위하여 하우징(102)의 내 부에 설치된다.

상기 하우징(102)에 내장되는 적외선 센서(103)는 하우징(102)의 전면에 형성된 투시창(106)을 통해 발광부(103a)에서 적외선을 조사하고 물체로부터 반사되어 투시창(106)을 통해 입사되는 적외선을 수광부(103b)에서 수광하여 수광된 광량에 따른 전압의 크기를 도 4에 도시된 바와 같이 제1비교부(108)에서 비교함으로써 물체의 감지여부를 판단할 수 있게 되는 것이다.

본 발명은 상기한 투시창(106)을 개폐판의 개폐수단으로 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 폐쇄시킴으로써, 발광부(103a)에서 조사된 적외선이 수광부(103b)와 근접한 거리에서 인위적으로 반사되도록 함으로써, 대부분의 적외선이 수광부(103b)에 수광되게 하여 인체감지용 기준전압보다 훨씬 큰 전압이 수광부(103b)에서 발생되게 하는 것이다.

따라서, 제1비교부(108)와 제2비교부(109)는 투시창(106)의 개폐와 관계없이 항상 수광부(103b)의 전압을 도 3에 도시된 바와 같이 제1비교부(108)에서 인체감지용 기준전압과 비교하고, 인체감지용 기준전압보다 작을 경우에는 인체가 감지되지 않은 상태이므로 제어부(110)가 전자식 개폐밸브(105)의 동작을 제어하지 않으므로 차단상태가 유지된다.

그러나, 상기 수광부(103b)의 전압이 인체감지용 기준전압보다 크거나 같을 경우에는 수광부(103b)에 수광된 광량은 물체에 의해 반사된 적외선이거나, 개폐판(107)에 반사된 적외선 중 어느 하나이므로 제1비교부(108)에서 수광부(103b)의 전압을 비교한 후, 제2비교부(109)에서 감지동작정지용 기준전압을 연속적으로 비 교할 수 있게 하여 수광부(103b)의 전압이 감지동작정지용 기준전압보다 크거나 같을 경우에는 발광부(103a)에서 조사된 적외선이 개폐판(107)에 반사되어 수광부(103b)에 수광된 것이므로 제어부(110)는 전자식 개폐밸브(105)의 차단상태가 유지될 수 있게 한다.

따라서, 인체감지용 기준전압은 개폐판(107)보다 먼 거리의 물체에서 반사된 적외선이 수광부(103b)에 수광되었을 때 발생하는 전압이고, 감지동작정지용 기준전압은 개폐판(107)에서 반사된 적외선이 수광부(103b)에 수광되었을 때 발생하는 전압이므로, 감지동작정지용 기준전압은 인체감지용 기준전압보다 크다.

물론, 상기 제2비교부(109)에서 수광부(103b)의 전압과 감지동작정지용 기준전압을 비교하였을 때 수광부(103b)의 전압이 감지동작정지용 기준전압보다 작을 경우에는 수광부(103b)의 전압은 개폐판(107)에서 반사된 적외선이 아닌 변기(101) 근처의 물체(사람)으로부터 반사된 적외선이 수광되어 발생한 전압이므로 제어부(110)는 전자식 개폐밸브(105)를 개방제어하며, 이때, 전자식 개폐밸브(105)의 개방제어는 메모리(104)에 저장된 통상의 전자식 개폐밸브(105)의 개방 프로그램에 따라 개방하는 것을 말한다.

즉, 상기한 전자식 개폐밸브(105)의 개방 프로그램은, 인체가 감지된 후 인체가 감지되지 않을 때까지의 시간을 체크하여 그 사용 시간에 따라 배출되는 물의 양을 조절하기 위하여 전자식 개폐밸브(105)의 개방시간을 제어하거나, 인체가 감지되면 즉시 전자식 개폐밸브(105)를 개방하고, 인체가 감지되는 상태가 해제되면 다시 한번 전자식 개폐밸브(105)를 개방하는 등과 같이 다양한 형태로 물내림 동작 을 제어하는 프로그램에 따라 제어부(110)가 전자식 개폐밸브(105)를 제어하는 것을 말하며, 본 발명에서는 제어부(110)가 전자식 개폐밸브(105)을 개방제어하는 방법에 한정되지 않는다.

한편, 상기 하우징(102)의 투시창(106)을 개폐하는 개폐판의 개폐수단은 도 2 또는 도 3에 도시된 바와 같이 투시창(106)의 상, 하부에 좌, 우측 길이방향을 따라 상, 하부 가이드(111)(112)를 돌출성형시킨다.

여기서, 상기 상, 하부 가이드(111)(112)에는 장공형태의 가이드공(113)을 형성하거나, 상부 가이드(111)의 상부면과 하부 가이드(112)의 하부면에 가이드의 길이방향을 따라 장홈형태의 가이드홈(도시하지 않음)을 선택적으로 성형하는 것이 바람직하다.

먼저, 상기 투시창(106)을 덮어 적외선 센서(103)의 발광부(103a)에서 발광된 적외선이 수광부(103b)로 반사되게 하는 개폐판(107)은, 상, 하단이 'ㄱ'자 형상으로 되어 있으며 그 끝단은 상, 하향으로 대향되게 절곡된 형상의 가이드돌기(114)를 가진다.

따라서, 상기 상, 하부 가이드(111)(112)에 가이드공(113)이 성형되거나 가이드홈이 성형될 경우 개폐판(107) 끝단의 가이드돌기(114)가 가이드공(113)과 가이드홈에 삽입되어 고정된 상태를 유지하게 되는 것이다.

여기서, 상기 상부 가이드(111)의 양측단 저면과 하부 가이드(112)의 양측단 상면에는 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 각각 스토퍼(116)가 돌출성형되게 하고, 이 스토퍼(116)와 대응되도록 개폐판(107)의 상단 저면과 하단 저면에는 요홈(115)이 성형되게 함으로써, 개폐판(107) 및 가이드돌기(114)가 가이드공(113) 또는 가이드홈을 따라 양측으로 슬라이딩될 때 이동 끝단에서 요홈(115)에 스토퍼(116)가 삽입되게 하여 개폐판(107)이 멈춤유지될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같이 변기(101)의 전자식 개폐밸브(105)는 하우징(102)의 제어부(110)에 의하여 개폐제어되는 바, 상기 제어부(110)는 적외선 센서(103)에 의한 인체감지에 의하여 전자식 개폐밸브(105)를 제어하되, 투시창(106)이 개폐판(107)에 의하여 폐쇄됨으로써 수광부(103b)의 전압이 수광량의 증가에 따라 상승하면, 제1비교부(108)와 제2비교부(109)에서 수광부(103b)의 전압을 인체감지용 기준전압과 감지동작정지용 기준전압을 순차비교하여 투시창(106)의 폐쇄상태를 판단하여 제어부(110)가 전자식 개폐밸브(105)의 개방제어 또는 차단유지제어할 수 있게 하는 것이다.

상기한 바와 같이 본 발명은 인체를 감지하는 적외선 센서의 수광부에 수광되는 광량이 인체를 감지할 때보다 월등하게 증가될 수 있게 투시창을 개폐판으로 폐쇄하고, 증가된 광량에 따라 상승한 수광부의 전압이 개폐판에서 반사된 적외선에 의해 발생한 전압일 경우를 제2비교부에서 체크하게 함으로써, 오랜 시간 동안 변기의 주변에서 작업을 하거나 청소를 할 때 수시로 전자식 개폐밸브가 개방되어 물이 배출되어 발생하는 물의 낭비를 방지할 수 있게 하는 효과를 가진다.

Claims (3)

1. 변기로부터 원격의 위치에 설치된 하우징에 인체감지용 적외선 센서를 내장설치하고, 변기를 사용하는 사람이 적외선 센서에 감지되면 메모리의 프로그램에 따라 변기에 설치된 전자식 개폐밸브를 개폐제어하여 물내림 동작을 제어하도록 된 변기용 인체감지센서의 동작제어 시스템에 있어서,

   상기 하우징에 형성되어 적외선 센서가 인체를 감지할 수 있게 하는 투시창을 개폐하는 개폐판과;

   상기 개폐판이 투시창을 개폐시키기 위한 개폐판의 개폐수단과;

   상기 투시창이 개폐판에 의해 개폐됨에 따라 수광되는 적외선에 의한 수광부 전압을 소정 크기의 인체감지용 기준전압과 비교하는 제1비교부에 연결되어 수광부 전압이 인체감지용 기준전압보다 큰 소정 크기의 감지동작정지용 기준전압과 수광부의 전압을 비교하도록 된 제2비교부와;

   상기 제2비교부에서 비교한 수광부의 전압이 감지동작정지용 기준전압보다 크거나 같으면 전자식 개폐밸브를 차단하고, 수광부의 전압이 감지동작정지용 기준전압보다 작으면 인체가 감지된 후의 프로그램에 따라 전자식 개폐밸브를 개방하도록 된 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 변기용 인체감지센서의 동작제어 시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 개폐판의 개폐수단은,

   상기 투시창의 상, 하부에서 좌, 우측 길이방향을 따라 돌출성형되는 상, 하부 가이드와;

   상기 상부 가이드의 상부면과 하부 가이드의 하부면에서 길이방향으로 형성된 장공형태의 가이드공 또는 장홈형태의 가이드홈과;

   상기 상, 하부 가이드의 가이드공 또는 가이드홈에 삽입되도록 'ㄱ'자 형상으로 된 개폐판의 상, 하단의 끝단에서 하향과 상향으로 각각 절곡된 형상의 가이드돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는 변기용 인체감지센서의 동작제어 시스템.
3. 제2항에 있어서,

   상기 개폐판의 상단 저면과 하단 상면에 형성된 요홈과;

   상기 상부 가이드의 양측단 저면과 하부 가이드의 양측단 상면에서 각각 돌출성형되어 슬라이딩 이동된 개폐판의 요홈이 삽입되게 하는 스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 변기용 인체감지센서의 동작제어 시스템.

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