KR101836394B1

KR101836394B1 - 회전노즐의 구동제어방법

Info

Publication number: KR101836394B1
Application number: KR1020160061521A
Authority: KR
Inventors: 이학우
Original assignee: 주식회사 콜러노비타
Priority date: 2016-05-19
Filing date: 2016-05-19
Publication date: 2018-03-12
Also published as: KR20170131749A

Abstract

본 발명은 회전노즐의 구동제어방법에 관한 것으로서, 회전노즐은 상기 구동모터에 전원을 공급하여 선택된 분사 수류 모드로 회전노즐을 회전작동시키는 회전노즐 회전단계; 및 상기 분사 수류 모드 발생 후 해당 분사 수류 모드의 종료시 상기 구동모터의 회전을 제어하여 회전노즐의 노즐을 설정된 위치로 복귀시키는 회전노즐 원상복귀단계;로 구동제어될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 노즐 어셈블리를 구성하는 회전노즐의 회전작동에 따른 설정된 위치로 복귀시 구동모터의 제어를 세분화하여 회전노즐의 구속 및 마찰로 인한 상기 회전노즐의 위치 이탈 방지와 구동모터의 과부하를 방지할 수 있을 뿐만 아니라 그에 따른 유지보수비용을 절감하면서 오동작을 예방할 수 있는 효과가 있다.

Description

회전노즐의 구동제어방법{Nozzle rotation drive control method}

본 발명은 회전노즐의 구동제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 인체의 국부를 세정하는 온수세정기의 노즐 어셈블리에 장착되고 다수개의 분사 수류 모드를 발생시키는 회전노즐을 회전작동시키는 구동모터를 제어하는 회전노즐의 구동제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 온수세정기(Bidet)는 세정 변좌를 일컫는 것으로 호텔, 여관 등의 숙박업소는 물론 일반 가정 내 배변 설비인 좌변기에 설치되어 용변 후 적정 수압의 세정수로 항문 또는 국부와 그 주변을 세정함으로써, 휴지를 사용하지 않고도 뒷처리를 할 수 있도록 하여 주는 일종의 위생 설비이다.

이와 같은 온수세정기는 세정수를 공급받아 일정온도로 가열/저장하는 온수탱크와, 상기 온수탱크로부터 세정수를 공급받아 사용자의 항문 또는 국부를 세정하는 노즐 어셈블리와, 상기 노즐 어셈블리를 전후로 동작시키는 구동장치 등으로 구성되며, 상기 노즐 어셈블리는 공개실용신안공보 제 20-2011-0011507 호(공개일 2011.12.14)에 공개되어 있다.

이때, 상기 노즐 어셈블리는 온수세정기의 사용시 전방으로 직선 이동하면서, 노즐 팁과 분사구를 통해 사용자의 항문 또는 국부와 그 주변부에 세정수를 고정된 형태의 수류(水流)로 분사하여 세정하고, 온수세정기를 사용하지 않을 때에는 원래의 위치로 복귀하는 직선이동의 작동방식을 가진다.

그러나, 상기와 같은 선행기술은 물론 종래의 공지된 온수세정기의 노즐장치들은 전후 방향으로만 직선 이동하면서 하나의 노즐 팁과 분사구를 통해 세정수를 고정된 형태의 수류로 분사하게 되므로, 항문 또는 국부와 그 주변부에 대한 세정 효과가 극히 제한적인 단점이 있었다.

또한, 상기와 같은 문제점을 극복하고자 일본 공개 특허 제1983-117151호에는 후방에 톱니가 형성되고 반대 측에는 복수개의 노즐이 형성되는 회전노즐과 상기 회전노즐의 톱니와 대응하는 위치에 수직톱니가 형성되고 상부에는 가이드 공이 형성되는 노즐 안내구 및 상기 가이드 공을 관통하여 회전노즐과 결합되고 상부에는 회전노즐의 회전작동시키는 작동손잡이가 구비되는 작동구로 구성되는 변기장치가 개시되어 있다.

즉, 상기 변기장치는 작동구를 구성하는 작동손잡이의 전·후 작동에 따라 상기 회전노즐이 연동작동하면서 톱니가 노즐 안내구의 수직톱니를 따라 이동하면서 회전작동하게 되는 것이다.

그러나 종래의 변기장치는 회전노즐을 제어하고자 할 경우에, 사용자가 작동부의 작동손잡이를 잡고 전방이나 후방으로 밀거나 당겨서 작동시켜야 함으로써 작업이 번거로울 뿐만 아니라 회전노즐의 톱니와 노즐 안내구의 수직 톱니가 외부로 노출됨에 따라 쉽게 손상되어 원활한 회전작동을 유지하는데 어려움이 있었다.

대한민국 등록특허공보 제10-0661390호 대한민국 등록특허공보 제10-1084008호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 노즐 어셈블리를 구성하는 회전노즐의 회전작동에 따른 설정된 위치로 복귀시 구동모터의 회전제어를 세분화하여 회전노즐의 구속 및 마찰로 인한 상기 회전노즐의 위치 이탈 방지와 구동모터의 과부하를 방지할 수 있는 회전노즐의 구동제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 회전노즐의 구동제어방법은 인체의 국부를 세정하는 회전노즐 어셈블리에 장착되고 구동모터의 작동시 회전작동하는 두 개 이상의 분사 수류 모드가 구비된 회전노즐에 있어서, 상기 회전노즐은 상기 구동모터에 전원을 공급하여 선택된 분사 수류 모드로 회전노즐을 회전작동시키는 회전노즐 회전단계; 및 상기 분사 수류 모드 발생 후 해당 분사 수류 모드의 종료시 상기 구동모터의 회전을 제어하여 회전노즐의 노즐을 설정된 위치로 복귀시키는 회전노즐 원상복귀단계;로 구동제어될 수 있다.

그리고 상기 구동모터의 회전제어는 회전노즐의 회전작동이 시작되는 기동구간과 회전노즐이 회전작동되는 구동구간 및 회전노즐의 정지되는 감쇄구간으로 세분화될 수 있다.

이때, 상기 구동모터의 회전제어에 따른 구동시 토크별 크기는 감쇄구간보다 구동구간이 크고 상기 구동구간보다는 기동구간이 크도록 설정될 수 있다.

또한, 상기 구동모터의 회전제어에 따른 감쇄구간의 시작은 구동모터 일 측에 형성되는 스토퍼의 감지 또는 접촉을 통해 구동될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 노즐 어셈블리를 구성하는 회전노즐의 회전작동에 따른 설정된 위치로 복귀시 구동모터의 제어를 세분화하여 회전노즐의 구속 및 마찰로 인한 상기 회전노즐의 위치 이탈 방지와 구동모터의 과부하를 방지할 수 있을 뿐만 아니라 그에 따른 유지보수비용을 절감하면서 오동작을 예방할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 온수세정기를 구성하는 회전노즐 어셈블리를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 온수세정기를 구성하는 회전노즐 어셈블리를 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 회전노즐 어셈블리에 장착되는 회전노즐의 구동제어방법을 나타낸 순차도.
도 4는 본 발명에 따른 회전노즐 어셈블리에 장착되는 회전노즐의 분사 수류 형상의 예를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 따른 회전노즐 어셈블리의 회전 구동을 위한 구동모터의 토크와 펄스의 상관관계를 나타낸 그래프.
도 6은 본 발명에 따른 회전노즐 어셈블리의 회전 구동에 의한 회전노즐의 원점 복귀시 구동모터 회전제어에 대한 흐름을 나타낸 블록도.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

이하, 본 발명의 구성을 첨부되는 도면을 참조로 설명하면, 도 1은 본 발명에 따른 온수세정기를 구성하는 회전노즐 어셈블리를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 온수세정기를 구성하는 회전노즐 어셈블리를 나타낸 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 회전노즐 어셈블리에 장착되는 회전노즐의 구동제어방법을 나타낸 순차도이고, 도 4는 본 발명에 따른 회전노즐 어셈블리에 장착되는 회전노즐의 분사 수류 형상의 예를 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 회전노즐 어셈블리의 회전 구동을 위한 구동모터의 토크와 펄스의 상관관계를 나타낸 그래프이고, 도 6은 본 발명에 따른 회전노즐 어셈블리의 회전 구동에 의한 회전노즐의 원점 복귀시 구동모터 회전제어에 대한 흐름을 나타낸 블록도이다.

먼저, 본 발명의 실시 예에 따른 온수세정기를 구성하는 회전노즐 어셈블리(10)는 이동체 구동부(20), 이동체(30), 회전노즐(40), 회전 가이드부(50), 노즐모터(60)를 포함하여 이루어진다.

여기서 상기 온수세정기를 구성하는 회전노즐 어셈블리(10)의 구성에 대해서는 간략하게 설명하면 하기와 같다.

상기 이동체 구동부(20)는 노즐가이드(70)의 후단 측에 고정설치된다.

그리고 상기 이동체 구동부(20)는 정회전 또는 역회전 구동이 이루어지는 이동체 구동모터(21)와, 상기 이동체 구동모터(21)의 정·역회전 구동으로부터 정방향 또는 역방향으로 회전하는 기어부(22)와, 상기 기어부(22)에 일단이 결합되고 타단은 상기 이동체(30)에 결합되면서 상기 이동체(30)를 전진 또는 후진 방향으로 직선이동시키는 기어벨트(23)로 구성된다.

상기 이동체(30)는 노즐가이드(70)에 상부가 지지되고 내부에는 세정수를 회전노즐(40)에 공급할 수 있도록 제 1 유로(U1)가 형성된다.

그리고 상기 이동체(30)는 이동체 구동부(20)의 정회전 구동시 노즐가이드(70)를 따라 직선으로 전진이동하고, 상기 이동체 구동부(20)의 역회전 구동시 상기 노즐가이드(70)를 따라 직선으로 후진작동하여 원위치하게 된다.

상기 회전노즐(40)은 노즐가이드(70)에 지지되고 상기 이동체(30)와 연동되어 직선이동할 뿐만 아니라 회전 가이드부(50)에 의해 좌우 방향으로 회전작동하게 된다.

즉, 상기 회전노즐(40)은 이동체(30)의 직선 이동 방향을 축으로 좌우 방향으로 회전작동하여 선단 측의 노즐(T)을 통해 세정수를 분사하게 되는 것이다.

그리고 상기 회전노즐(40)은 세정수의 제 2 유로(U2)로 형성되는 노즐실린더(41)와 상기 노즐실린더(41)의 외주면에 결합되는 실린더커버(42)로 이루어진다.

상기 회전 가이드부(50)는 회전노즐(40)의 좌우 방향에 대한 회전을 안내하게 된다.

즉, 상기 회전 가이드부(50)는 이동체(30)에 결합되는 노즐실린더(41) 및 상기 노즐실린더(41)에 결합된 실린더커버(42)의 좌우 방향에 대한 회전이 가능토록 하는 회전체(51)와 상기 노즐실린더(41)를 관통하여 회전체(51)에 일단이 결합고정되는 실린더샤프트(52)로 구성된다.

상기 구동모터(60)는 하부에 장착되는 모터의 구동축(61)이 회전 가이드부(50)에 포함되는 회전체(51)에 결합된다.

즉, 상기 회전체(51)는 구동모터(60)의 구동방향에 따라 정방향 또는 역방향 회전은 물론 회전각도를 조절하게 되는 것이다.

다음으로 본원발명의 특징인 회전노즐의 구동제어방법(S100)을 살펴보면 다음과 같다.

상기 회전노즐 어셈블리의 구동제어방법(S100)은 회전노즐 회전단계(S200)과 회전노즐 원상복귀단계(S300)로 대별된다.

상기 회전노즐 회전단계(S200)는 구동모터(60)에 전원을 공급하여 선택된 분사 수류 모드로 회전노즐(40)을 회전작동시키는 단계이다.

그리고 상기 회전노즐 회전단계(S200)는 구동모터(60)에 전원을 공급하는 구동모터 전원공급과정(S210)과, 상기 구동모터(60)의 회전력을 이용하여 회전노즐(40)을 회전작동시키는 회전노즐 회전과정(S220)과, 상기 회전노즐(40)의 회전작동 후 구동모터(60)를 정지시키는 구동모터 정지과정(S230)으로 이루어진다.

즉, 상기 회전노즐 회전단계(S200)는 사용자의 선택에 따른 분사 수류 모드의 선택시 상기 구동모터(60)에 전원이 공급되고, 상기 구동모터(60)는 회전력을 이용하여 회전노즐(40)의 선택된 분사 수류 모드를 상부 또는 설정된 위치로 회전작동시킨 후, 상기 구동모터(60)를 정지시키게 되는 것이다.

여기서, 상기 구동모터(60)에 전원을 공급하는 전원수단은 공지된 전원 공급기나 전원수단을 택일하여 구성되고 별도의 설명은 생략하기로 한다.

상기 회전노즐 원상복귀단계(S300)는 분사 수류 모드 발생 후 해당 분사 수류 모드의 종료시 상기 구동모터(60)의 회전을 제어하여 회전노즐(40)의 노즐을 설정된 위치로 복귀시키는 단계이다.

즉, 상기 회전노즐 원상복귀단계(S300)는 분사 수류 모드의 종료시 상기 구동모터(60)를 회전작동시키면 회전 제어하여 회전노즐(40)을 구성하는 노즐의 위치를 설정된 위치(예를 들면, 최초 노즐 위치)로 복귀시키게 되는 것이다.

좀 더 보충설명하면, 상기 구동모터 제어단계(S300)는 선택된 분사 수류 모드의 종료시 상기 구동모터(60)의 회전을 제어하여 회전노즐(40)의 노즐(T)을 구속하면서 마찰로 인한 위치 이탈방지와 구동모터(60)의 과부하를 방지하도록 한 것이다.

그리고 상기 구동모터 제어단계(S300)에서 구동모터(60)의 회전제어는 회전노즐(40)의 회전작동이 시작되는 기동구간(S310)과 회전노즐(40)이 회전작동되는 구동구간(S320) 및 회전노즐(40)의 정지되는 감쇄구간(S330)으로 세분화된다.

즉, 상기 구동모터(60)는 기동구간(S310) 및 구동구간(S320)을 통해 회전노즐(40)을 설정된 부분까지 회전작동시킨 후 감쇄구간(S330)을 통해 회전노즐(40)의 노즐(T)을 설정된 위치에 정지시키게 되는 것이다.

이때, 상기 구동모터(60)의 회전제어에 따른 기동구간(S310), 구동구간(S320), 감쇄구간(S330) 작동시 토크별 크기는 감쇄구간(S330)보다 구동구간(S320)이 크고 상기 구동구간(S320)보다는 기동구간(S310)이 크도록 설정된다.

또한, 상기 구동모터(60)의 회전제어에 따른 감쇄구간(S330)의 시작은 구동모터 일 측에 형성되는 스토퍼(S)의 감지 또는 접촉을 통해 구동될 수 있도록 형성된다.

이를 좀더 보충설명하면, 상기 구동모터(60)의 회전작동에 따른 회전노즐(40)의 노즐이 설정된 위치로 복귀시 스토퍼(S)의 감지 또는 접촉을 통해 상기 구동모터(60)에 공급되는 펄스 폭을 기동구간(S310)이나 구동구간(S320)보다 빨리 하여 구동모터(60)의 토크를 감소시킨 것이다.

그리고 본원발명에서 상기 감쇄구간(S330)은 회전노즐(40)의 노즐이 설정된 위치로 복귀시 기존에 설정된 펄스 값을 추가한 오버 펄스로 제어하게 된다.

여기서, 상기 감쇄구간(S330)을 오버 펄스로 제어하는 것은 구동모터(40)의 일 측에 형성되는 스토퍼(S)의 영점 초기화를 통한 회전노즐(40)의 노즐 구속 및 마찰로 인한 포지션의 틀어짐을 보정하기 위한 것이다.

이때, 상기 오버 펄스의 동작 조건 및 시점은 최초 전원인가시 노즐 위치 영점 초기화(최대 신장 후 최대 복귀 후 순차 동작)때 이루어지고, 매회 후 세정동작 후 복귀(세정, 비데, 노즐세척 후 후 세정 동작)때 이루어진다.

또한, 상기 오버 펄스는 구동모터(60)의 펄스 출력을 빠르게 하여 구동모터(60)의 출력을 감소시키거나 구동모터(60)의 스토퍼(S)의 타격 전(20~30pulse)부터 종료시점까지만 제어하여 오버 펄스의 폭을 조절하게 된다.

상기와 같이 구성되는 회전노즐의 구동제어방법의 실시 예를 참조로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 사용자가 온수세정기의 세정버튼을 통해 분사 수류 모드를 선택하면, 이동체 구동부(20)를 통해 노즐실린더(41) 및 이에 결합된 실린더커버(42)는 세정위치로 직선이동된다.

그리고 상기 구동모터(60)는 전원을 공급받아 회전노즐(40)을 회전작동시켜 선택된 분사 수류 모드가 상부 또는 설정된 각도로 배치시키고 상기 구동모터(60)의 작동은 정지된다.

다음으로 상기 세정수는 세정수 캡을 통해 이동체(30)의 제 1 유로(U1)를 통과하여 노즐실린더(41)의 제 2 유로(U2)에 일정량 공급되고, 상기 세정수는 실린더커버(42)에 마련되는 분사구를 통해 사용자의 항문 또는 국부와 그 주변부에 분사되어, 항문 또는 국부와 그 주변을 세정하게 된다.

그리고 상기 분사 수류 모드가 종료되면, 구동모터(60)는 기동구간(S310) 및 구동구간(S320)을 통해 회전노즐(40)을 설정된 부분까지 회전작동시킨 후 감쇄구간(S330)을 통해 회전노즐(40)의 노즐(T)을 설정된 위치에 정지시키게 되는 것이다.

즉, 상기 구동모터(60)는 회전노즐(40)의 회전작동이 시작되는 기동구간과, 상기 회전노즐(40)이 회전작동되는 구동구간과, 상기 회전노즐(40)의 노즐(T)을 설정된 위치로 복귀시키는 감쇄구간의 회전을 제어하여 회전노즐(40)의 노즐(T)을 설정된 위치로 복귀시키게 되는 것이다.

이와 같이 본원발명인 회전노즐의 구동제어방법은 구동모터의 회전제어를 세분화하여 회전노즐의 노즐 위치를 설정된 위치에 정확하게 복귀시킬 수 있을 뿐만 아니라 회전노즐의 위치 이탈 방지와 구동모터의 과부하를 방지할 수 있는 장점을 얻게 되는 것이다.

이상에서 첨부된 도면을 참조하여 본원발명인 회전노즐의 구동제어방법을 설명함에 있어 특정형상 및 방향을 위주로 설명하였으나, 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 회전노즐 어셈블리, 20 : 이동체 구동부,
21 : 구동모터, 22 : 기어부,
23 : 기어벨트, 30 : 이동체,
40 : 회전노즐, 41 : 노즐실린더,
42 : 실린더커버, 50 : 회전 가이드부,
51 : 회전체, 52 : 실린더샤프트,
60 : 노즐모터, 70 : 노즐가이드,
S100 : 회전노즐 어셈블리의 구동제어방법,
S200 : 구동모터 전원공급단계,
S300 : 분사 수류 모드 발생단계,
S400 : 구동모터 제어단계.

Claims

인체의 국부를 세정하는 회전노즐 어셈블리에 장착되고 구동모터의 작동시 회전작동하는 두 개 이상의 분사 수류 모드가 구비된 회전노즐에 있어서,
상기 회전노즐은
상기 구동모터에 전원을 공급하여 선택된 분사 수류 모드로 회전노즐을 회전작동시키는 회전노즐 회전단계; 및
상기 분사 수류 모드 발생 후 해당 분사 수류 모드의 종료시 상기 구동모터의 회전을 제어하여 회전노즐의 노즐을 설정된 위치로 복귀시키는 회전노즐 원상복귀단계;로 구동제어되며,
상기 구동모터의 회전제어는 회전노즐의 회전작동이 시작되는 기동구간과 회전노즐이 회전작동되는 구동구간 및 회전노즐의 정지되는 감쇄구간으로 세분화되고,
상기 구동모터의 회전제어에 따른 구동시 토크별 크기는 감쇄구간보다 구동구간이 크고 상기 구동구간보다는 기동구간이 크도록 설정되며,
상기 구동모터의 회전제어에 따른 감쇄구간의 시작은 구동모터 일 측에 형성되는 스토퍼의 감지 또는 접촉을 통해 구동되고,
상기 감쇄구간은 상기 회전노즐의 노즐이 설정된 위치로 복귀시 기존에 설정된 펄스 값을 추가한 오버 펄스로 제어됨에 따라 상기 구동모터의 출력을 감소시키거나 상기 스토퍼의 타격전부터 종료시점까지만 제어하여 상기 오버 펄스의 폭을 조절하도록 구성되어, 상기 기동구간 및 구동구간보다 빠르게 상기 구동모터의 토크가 감소되는 것을 특징으로 하는 회전노즐의 구동제어방법.
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