KR101181327B1 - 모터의 역기전력을 이용한 개폐수단의 제어장치 및 제어방법 - Google Patents

모터의 역기전력을 이용한 개폐수단의 제어장치 및 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 측면은 모터의 역기전력을 이용한 개폐수단의 제어장치 및 제어방법에 관한 것으로, 특히 회동운동하는 개폐수단이 닫히는 경우에 모터의 역기전력을 발생시켜 개폐수단을 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 모터의 역기전력을 이용한 개폐수단의 제어장치는, 회동운동하는 개폐수단을 제어하는 장치에 있어서, 모터의 구동에 의해 전동댐퍼를 구동하여 상기 개폐수단을 동작하게 하는 모터 구동부; 상기 모터 구동부에 의해 동작하는 상기 개폐수단의 위치를 감지하는 위치 감지부; 상기 위치 감지부로부터 상기 개폐수단의 위치감지신호를 수신하고, 수신한 위치감지신호로부터 상기 개폐수단이 기 설정된 위치에 있다고 판단하면 전원을 차단하는 전원 차단부; 및 상기 전원 차단부가 전원을 차단하는 경우에, 상기 모터의 역기전력을 발생시키는 역기전력 발생부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
역기전력, 개폐수단, 전동댐퍼, 전원 차단

Description

모터의 역기전력을 이용한 개폐수단의 제어장치 및 제어방법{Device and method for controlling opening and shutting means using counter electromotive force of motor}
본 발명의 일 측면은 모터의 역기전력을 이용한 개폐수단의 제어장치 및 제어방법에 관한 것으로, 특히 회동운동하는 개폐수단이 닫히는 경우에 모터의 역기전력을 발생시켜 개폐수단을 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
회동운동하는 개폐수단의 일예로, 일반적인 좌변기에 구비되는 변좌시트 또는 변좌커버에 대하여 도 1을 통하여 간략히 살펴보기로 한다.
도 1은 종래의 온수 세정기가 구비된 좌변기의 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 온수 세정기가 구비된 좌변기는 중앙부위에 변기통(10)이 배치되어 있고, 변기통(10)의 후방에는 세정수를 분사하는 분사노즐(30)이 변기통(10)을 가로질러 진퇴 가능하게 설치된다. 변기통(10)의 상부에는 변좌시트(20)가 있고, 변좌시트(20)에는 변좌커버(40)가 연결되어 있어 용변 후에 변좌시트(20)를 덮을 수 있다.
좌변기의 일측에는 온수 세정기의 운전조작을 행하기 위한 조작키 및 온수 세정기의 동작상태를 표시하는 조작 표시부(60)가 배치되며, 좌변기의 후방에는 세정수 저장 및 분사기구, 세정수 가열기구 및 온풍 발생기구를 구성하는 각종 전장품 및 기구품이 장착되는 전장 기구실(50)이 마련되어 있다.
변좌시트(20) 및 변좌커버(40)에는 각각 제1 기어박스(미도시) 및 제2 기억박스(미도시)가 결합되어 변좌시트(20) 및 변좌커버(40)를 자동으로 개폐할 수 있다.
상기와 같이 종래에는 기어박스를 이용하거나, 이 외에도 스프링이나 반도체 집적회로를 이용하여 변좌시트 및 변좌커버의 개폐동작을 제어하였다.
그러나, 용변 후 변좌시트 또는 변좌커버가 닫히는 경우에 급격히 하강하여 변기통에 부딪혀 충격음이 발생한다. 이로 인하여, 노약자, 어린이, 임산부 등이 충격음으로 인하여 놀라게 되고, 항상 조용한 분위기를 조성할 필요가 있는 장소에서는 부적합한 문제점이 있다.
본 발명의 일 측면은 회동운동하는 개폐수단이 닫히는 경우에 전원공급이 차단되더라도 급격히 하강하는 것을 방지하여 개폐수단이 부딪힐 때 충격음을 완화시키고자하는 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면은, 회동운동하는 개폐수단을 제어하는 장치에 있어서, 모터의 구동에 의해 전동댐퍼를 구동하여 상기 개폐수단을 동작하게 하는 모터 구동부; 상기 모터 구동부에 의해 동작하는 상기 개폐수단의 위치를 감지하는 위치 감지부; 상기 위치 감지부로부터 상기 개폐수단의 위치감지신호를 수신하고, 수신한 위치감지신호로부터 상기 개폐수단이 기 설정된 위치에 있다고 판단하면 전원을 차단하는 전원 차단부; 및 상기 전원 차단부가 전원을 차단하는 경우에, 상기 모터의 역기전력을 발생시키는 역기전력 발생부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터의 역기전력을 이용한 개폐수단의 제어장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 개폐수단은 좌변기에 구비되는 변좌시트 또는 변좌커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터의 역기전력을 이용한 개폐수단의 제어장치를 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에서, 상기 변좌시트 또는 변좌커버가 덮여있는 상태에서 기 설정된 각도 이상 열려 정지하게 되면, 상기 위치 감지부로부터 정지신호를 수신하여 상기 변좌시트 또는 변좌커버의 위치를 초기상태로 인식하는 초기화부 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모터의 역기전력을 이용한 개폐수단의 제어장치를 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 위치 감지부는 상기 변좌시트 또는 변좌커버가 초기상태에서 동작한 시간을 카운트하여 상기 변좌시트 또는 변좌커버의 위치를 감지하는 것을 특징으로 하는 모터의 역기전력을 이용한 개폐수단의 제어장치를 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 위치 감지부는 상기 변좌시트 또는 변좌커버가 초기상태에서 동작하기 시작한 시점부터, 상기 모터 구동부에서 출력되는 펄스신호의 개수를 카운트하여 상기 변좌시트 또는 변좌커버의 위치를 감지하는 것을 특징으로 하는 모터의 역기전력을 이용한 개폐수단의 제어장치를 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 전원 차단부가 전원을 차단하는 경우에, 상기 변좌시트 또는 변좌커버의 기 설정된 위치는 상기 변좌시트 또는 변좌커버가 덮여있는 상태에서 기 설정된 각도 이상 열려 정지한 상태에서 40~50°중에서 어느 하나의 각도로 동작한 위치인 것을 특징으로 하는 모터의 역기전력을 이용한 개폐수단의 제어장치를 제공한다.
본 발명의 다른 측면은, 회동운동하는 개폐수단을 제어하는 방법에 있어서, 모터 구동부가 모터의 구동에 의해 전동댐퍼를 구동하여 상기 개폐수단을 동작하게 하는 제1단계; 위치 감지부가 상기 모터 구동부에 의해 동작하는 상기 개폐수단의 위치를 감지하는 제2단계; 전원 차단부가 상기 위치 감지부로부터 상기 개폐수단의 위치감지신호를 수신하고, 수신한 위치감지신호로부터 상기 개폐수단이 기 설정된 위치에 있다고 판단하면 전원을 차단하는 제3단계; 및 상기 전원 차단부가 전원을 차단하는 경우에, 역기전력 발생부가 상기 모터의 역기전력을 발생시키는 제4단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터의 역기전력을 이용한 개폐수단의 제어방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 개폐수단이 좌변기에 구비되는 변좌시트 또는 변좌커버인 경우에, 상기 변좌시트 또는 변좌커버가 덮여있는 상태에서 기 설정된 각도 이상 열려 정지하게 되면, 초기화부가 상기 위치 감지부로부터 정지신호를 수신하여 상기 개폐수단의 위치를 초기상태로 인식하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모터의 역기전력을 이용한 개폐수단의 제어방법를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 회동운동하는 개폐수단이 닫히는 경우에 모터의 역기전력을 발생시킴으로써, 전원공급이 차단되더라도 개폐수단이 급격히 하강하는 것을 방지한다. 예를 들면, 개폐수단이 좌변기에 구비되는 변좌시트 또는 변좌커버인 경우에 변좌시트 또는 변좌커버가 변기통에 부딪힐 때 충격음을 완화시킬 수 있다. 이로 인하여, 노약자, 어린이, 임산부 등이 충격음으로 인하여 놀라지 않게 하고, 항상 조용한 분위기를 조성할 필요가 있는 장소에서 유용하게 사용된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
본 발명은 회동운동하는 개폐수단을 제어하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 좌변기에 구비되는 변좌시트 또는 변좌커버를 제어하는 장치 및 방법을 도 2 내지 도 5를 통하여 일 실시예로서 설명하고자 한다.
도 2는 본 발명의 모터의 역기전력을 이용한 변좌시트 및 변좌커버의 제어장치의 블럭도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 모터(600)의 역기전력을 이용한 변좌시트 및 변좌커버 제어장치는, 초기화부(100), 모터 구동부(200), 위치 감지부(300), 전원 차단부(400), 역기전력 발생부(500)를 포함한다.
초기화부(100)는 변좌시트 또는 변좌커버가 덮여있는 상태에서 기 설정된 각도 이상 열려 정지하게 되면, 위치 감지부(300)로부터 정지신호를 수신하여 변좌시트 또는 변좌커버의 위치를 초기상태로 인식한다. 변좌시트 또는 변좌커버의 기 설정된 각도는 90°이상으로 설정하여야만 변좌시트 또는 변좌커버가 정지된 상태로 된다.
모터 구동부(200)는 모터(600)의 구동에 의해 전동댐퍼(미도시)를 구동하여 변좌시트(미도시) 또는 변좌커버(미도시)를 동작하게 한다. 변좌시트 또는 변좌커버가 변기통에 덮여있는 상태에서 열리게 하는 동작은 릴레이 스위치 S3 및 S4의 OFF 상태에서 상용전원을 받아 모터(600)를 구동함으로써 이루어지고, 변좌시트 또 는 변좌커버가 완전히 열린 상태에서 변기통에 닫히게 하는 동작은 릴레이 스위치 S3 및 S4의 ON 상태에서 상용전원을 받아 모터(600)를 구동함으로써 이루어진다. 변좌시트 또는 변좌커버의 닫힘 동작 중에는 저항 R1 및 R2에 전류가 흐르게 되고, 트랜지스터 TR이 동작하여 자석 M1 및 M2를 여자시켜 다이오드 D3에 전류가 흐르게 된다. 자석 M1 및 M2의 여자로 인하여 릴레이 스위치 S1, S2, S3, S4는 ON 상태로 된다.
위치 감지부(300)는 모터 구동부(200)에 의해 동작하는 변좌시트 또는 변좌커버의 위치를 감지한다. 위치 감지부(300)가 위치를 감지하는 방식은 변좌시트 또는 변좌커버가 초기상태에서 동작한 시간을 카운트하는 방법을 이용하는데, 변좌시트 또는 변좌커버가 초기상태에서 동작하기 시작한 시점부터, 모터 구동부(200)에서 출력되는 펄스신호의 개수를 카운트하여 초기상태에서 동작한 시간을 카운트한다.
전원 차단부(400)는 위치 감지부(300)로부터 변좌시트 또는 변좌커버의 위치감지신호를 수신하고, 수신한 위치감지신호로부터 변좌시트 또는 변좌커버가 기 설정된 위치에 있다고 판단하면 전원을 차단한다. 전원 차단부(400)가 전원을 차단하는 경우에, 변좌시트 또는 변좌커버의 기 설정된 위치는 변좌시트 또는 변좌커버가 덮여있는 상태에서 기 설정된 각도 이상 열려 정지한 상태에서 40~50°중에서 어느 하나의 각도로 동작한 위치가 바람직하다.
역기전력 발생부(500)는 전원 차단부(400)가 전원을 차단하는 경우에, 모터(600)의 역기전력을 발생시킨다. 변좌시트 또는 변좌커버가 변기통에 닫히게 하 는 동작 중에 전원이 차단되면, 릴레이 스위치 S1 및 S2의 ON 상태에서 다이오드 D1을 통하여 전류가 흐르게 되고, 모터(600)는 역기전력이 발생하여 발전기로서 동작하게 된다.
도 3은 본 발명의 모터의 역기전력을 이용한 변좌시트 및 변좌커버 제어방법의 흐름도이다. 도 3을 도 2와 함께 살펴보면, S100 단계 및 S200 단계는 변좌시트 또는 변좌커버가 변기통에 덮여있는 상태에서 여는 동작이고, S300 내지 S1000은 변좌시트 또는 변좌커버가 변기통에서 완전히 열린 상태에서 닫는 동작이다. 변좌시트 또는 변좌커버가 변기통에 덮여있는 상태에서 완전히 열린 상태로 동작한 후, 다시 변기통에 덮는 동작은 아래와 같다.
먼저, 모터 구동부(200)가 모터(600)의 구동에 의해 전동댐퍼를 구동하여 변좌시트 또는 변좌커버를 동작하게 하여 변기통에서 완전히 열리게 한다(S100).
이후에, 초기화부(100)가 변좌시트 또는 변좌커버의 위치를 초기상태로 인식한다(S200). 변좌시트 또는 변좌커버가 덮여있는 상태에서 기 설정된 각도 이상 열려 정지하게 되면, 초기화부(100)가 위치 감지부(300)로부터 정지신호를 수신하여 변좌시트 또는 변좌커버를 초기상태로 인식한다.
이후에, 모터 구동부(200)가 모터(600) 구동에 의해(S300) 전동댐퍼를 구동하여(S400) 변좌시트 또는 변좌커버를 동작하게 한다(S500).
이후에, 위치 감지부(300)가 모터 구동부(200)에 의해 동작하는 변좌시트 또는 변좌커버의 위치를 감지한다(S600).
이후에, 전원 차단부(400)가 위치 감지부(300)로부터 변좌시트 또는 변좌커버의 위치감지신호를 수신하고, 수신한 위치감지신호로부터 변좌시트 또는 변좌커버가 기 설정된 위치에 있는지를 판단한다(S700).
이후에, 전원 차단부(400)가 변좌시트 또는 변좌커버가 기 설정된 위치에 있다고 판단하면 전원을 차단한다(S800). 그러나, 전원 차단부(400)가 변좌시트 또는 변좌커버가 기 설정된 위치에 있다고 판단하지 않으면, 기 설정된 위치에 있다고 판단할 때까지 변좌시트 또는 변좌커버의 위치를 판단한다.
이후에, 전원 차단부(400)가 전원을 차단하는 경우에, 역기전력 발생부(500)가 모터(600)의 역기전력을 발생시켜(S900) 변좌시트 또는 변좌커버가 중력에 의해 닫힐 때보다는 천천히 닫히게 된다(S1000).
도 4는 본 발명의 변좌시트의 열림 동작을 설명하기 위한 개략도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 변좌시트가 변기통에 덮여있는 상태에서 모터(600) 구동에 의해 전동댐퍼를 구동하여 변좌시트를 열게 되면 변좌시트는 700a, 700b, 700c의 순서로 위치가 변하게 된다.
변좌시트를 완전히 열었을 때, 변좌시트가 수직방향에서 약간 기울어져 있도록 함으로써 안정되게 정지할 수 있도록 한다. 본 발명에서는 수직방향으로부터 기울어진 각도를 10°로 설정한다.
도 5는 본 발명의 변좌시트의 닫힘 동작을 설명하기 위한 개략도이다. 도 5 에 도시된 바와 같이, 변좌시트가 완전히 열려있는 상태에서 모터(600) 구동에 의해 전동댐퍼를 구동하여 변좌시트를 닫게 되면 변좌시트는 700c, 700d, 700e의 순서로 위치가 변하게 된다.
변좌시트를 기 설정된 각도(예를 들면, 40~50°)로 닫았을 때, 전원이 차단되어 모터(600)는 역기전력이 발생하여 발전기로서 동작하게 된다. 이때, 모터(600)가 변좌시트를 동작시킨 방향과는 반대방향으로 변좌시트를 동작시키게 된다. 변좌시트는 중력에 의해 닫히지만, 변좌시트가 닫히는 방향과는 반대방향으로 모터(600)의 역기전력이 발생하여 중력에 의해 닫힐 때보다는 적은 속도로 닫히게 된다. 그러므로, 변좌시트가 변기통에 부딪힐 때의 충격음은 적어지게 된다.
이로 인하여, 노약자, 어린이, 임산부 등이 충격음으로 인하여 놀라지 않게 하고, 항상 조용한 분위기를 조성할 필요가 있는 장소에서 유용하게 사용된다.
도 4 및 도 5에서 살펴본 변좌시트의 열림 및 닫힘 동작은 변좌커버에 대해서도 적용 가능하고, 변좌시트와 변좌커버가 동시에 열림 및 닫힘 동작을 수행할 때에도 동일한 원리가 적용된다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
도 1은 종래의 온수 세정기가 구비된 좌변기의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 모터의 역기전력을 이용한 변좌시트 및 변좌커버의 제어장치의 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 모터의 역기전력을 이용한 변좌시트 및 변좌커버의 제어방법의 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 변좌시트의 열림 동작을 설명하기 위한 개략도이다.
도 5는 본 발명의 변좌시트의 닫힘 동작을 설명하기 위한 개략도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 초기화부 200 : 모터 구동부
300 : 위치 감지부 400 : 전원 차단부
500 : 역기전력 발생부 600 : 모터
700a, 700b, 700c, 700d, 700e, 700f : 변좌시트

Claims (8)

  1. 회동운동하는 개폐수단을 제어하는 장치에 있어서,
    모터의 구동에 의해 전동댐퍼를 구동하여 상기 개폐수단을 동작하게 하는 모터 구동부;
    상기 모터 구동부에 의해 동작하는 상기 개폐수단의 위치를 감지하는 위치 감지부;
    상기 위치 감지부로부터 상기 개폐수단의 위치감지신호를 수신하고, 수신한 위치감지신호로부터 상기 개폐수단이 기 설정된 위치에 있다고 판단하면 전원을 차단하는 전원 차단부; 및
    상기 전원 차단부가 전원을 차단하는 경우에, 상기 모터와 상기 모터 구동부의 연결 관계를 변경하여 상기 모터를 발전기로 동작하게 하여 역기전력을 발생시키는 역기전력 발생부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터의 역기전력을 이용한 개폐수단의 제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 개폐수단은 좌변기에 구비되는 변좌시트 또는 변좌커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터의 역기전력을 이용한 개폐수단의 제어장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 변좌시트 또는 변좌커버가 덮여있는 상태에서 기 설정된 각도 이상 열려 정지하게 되면, 상기 위치 감지부로부터 정지신호를 수신하여 상기 변좌시트 또는 변좌커버의 위치를 초기상태로 인식하는 초기화부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모터의 역기전력을 이용한 개폐수단의 제어장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 위치 감지부는 상기 변좌시트 또는 변좌커버가 초기상태에서 동작한 시간을 카운트하여 상기 변좌시트 또는 변좌커버의 위치를 감지하는 것을 특징으로 하는 모터의 역기전력을 이용한 개폐수단의 제어장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 위치 감지부는 상기 변좌시트 또는 변좌커버가 초기상태에서 동작하기 시작한 시점부터, 상기 모터 구동부에서 출력되는 펄스신호의 개수를 카운트하여 상기 변좌시트 또는 변좌커버의 위치를 감지하는 것을 특징으로 하는 모터의 역기전력을 이용한 개폐수단의 제어장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 전원 차단부가 전원을 차단하는 경우에, 상기 변좌시트 또는 변좌커버의 기 설정된 위치는 상기 변좌시트 또는 변좌커버가 덮여있는 상태에서 기 설정된 각도 이상 열려 정지한 상태에서 40~50°중에서 어느 하나의 각도로 동작한 위치인 것을 특징으로 하는 모터의 역기전력을 이용한 개폐수단의 제어장치.
  7. 회동운동하는 개폐수단을 제어하는 방법에 있어서,
    모터 구동부가 모터의 구동에 의해 전동댐퍼를 구동하여 상기 개폐수단을 동작하게 하는 제1단계;
    위치 감지부가 상기 모터 구동부에 의해 동작하는 상기 개폐수단의 위치를 감지하는 제2단계;
    전원 차단부가 상기 위치 감지부로부터 상기 개폐수단의 위치감지신호를 수신하고, 수신한 위치감지신호로부터 상기 개폐수단이 기 설정된 위치에 있다고 판단하면 전원을 차단하는 제3단계; 및
    상기 전원 차단부가 전원을 차단하는 경우에, 역기전력 발생부가 상기 모터의 역기전력을 발생시키는 제4단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터의 역기전력을 이용한 개폐수단의 제어방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 개폐수단이 좌변기에 구비되는 변좌시트 또는 변좌커버인 경우에, 상기 변좌시트 또는 변좌커버가 덮여있는 상태에서 기 설정된 각도 이상 열려 정지하게 되면, 초기화부가 상기 위치 감지부로부터 정지신호를 수신하여 상기 개폐수단의 위치를 초기상태로 인식하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모터의 역기 전력을 이용한 개폐수단의 제어방법.
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