KR102251745B1 - 발열부를 감지 센서로 이용하여 변좌 전영역을 감지 영역으로 하는 정전용량형 착좌 센서가 구비된 비데 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명 발열부를 감지 센서로 이용하여 변좌 전영역을 감지 영역으로 하는 정전용량형 착좌 센서가 구비된 비데 장치는 좌변기에 설치되어 수돗물을 이용하여 대변 혹은 소변을 본 후 항문 또는 국부를 세척하는 기구로 위해 '비데'라 일컫는 장치에 관한 것으로, 특히 변좌를 따뜻하게 하게 발열부를 가는 비데에서 상기 발열부를 사용자의 이용 여부를 확인하는 정전용량형 착좌 센서로 이용하여 변좌 전영역에서 감지가 이루어지는 비데 장치에 관한 것으로, 상기 발열부의 전력 공급을 위한 발열 회로부와 상기 변좌에 사용자의 신체가 접촉됨으로 인해 상기 발열부에서 발생하는 정전용량의 변화를 감지하기 위한 터치IC를 포함하는 감지 회로부를 형성하되, 양면 회로기판으로 일면은 상기 발열 회로부에 연결되는 제1금속판을 포함하고 타면은 상기 제1금속판과 대응하는 위치에 상기 감지 회로부에 연결되는 제2금속판을 포함하여 정전용량을 형성하는 분리회로부;를 포함하는 것을 특징으로 하여 변좌 전체에서 사용자의 착좌를 감지하는 효과와 발열부를 착좌 센서로 이용함에 따라 형성된 감지 회로부를 발열 회로부와 양면 회로기판을 이용하여 물리적으로 분리시킴으로써 감지 회로부의 파손을 원천적으로 방지하는 효과가 있고, 변좌 전영역을 감지 영역으로 함으로써 사용자의 착좌 상태를 명확히 감지할 수 있는 효과가 있다.

Description

발열부를 감지 센서로 이용하여 변좌 전영역을 감지 영역으로 하는 정전용량형 착좌 센서가 구비된 비데 장치{Bidet device having a capacitive seating sensor that uses the heating unit as a detection sensor and uses the entire toilet seat as a detection area.}

본 발명은 좌변기에 설치되어 수돗물을 이용하여 대변 혹은 소변을 본 후 항문 또는 국부를 세척하는 기구로 위해 '비데'라 일컫는 장치에 관한 것으로, 특히 변좌를 따뜻하게 하게 발열부를 가는 비데에서 상기 발열부를 사용자의 이용 여부를 확인하는 정전용량형 착좌 센서로 이용하여 변좌 전영역에서 감지가 이루어지는 비데 장치에 관한 것이다.

일명 '비데'라 일컫는 비데 장치(10)는 도 1 비데 장치의 일반적인 구조를 설명하기 위한 도면에 도시한 바와 같이, 좌변기(1)에 커버 형태로 일체로 설치된다.

이와 같은 비테 장치(10)는 사용자가 앉는 변좌(11)와 좌변기(1)를 개폐하는 변좌 커버(12)와 전원부, 구동모터부 및 제어회로부 등을 포함하는 구동부(13) 및 스위치부(15)로 이루어져 사용자가 용변 후 항문과 (여성의) 국부 주변을 물로 세정하기 위한 장치로 이용된다.

비데 장치(10)의 원래 용도는 여성의 음부 주변을 세정하는 것으로 사전에도 그렇게 정의되어 있으나, 생활수준의 향상으로 항문과 국부 세정용으로 사용되고 있다.

이와 같은 비데 장치(10)는 사용자의 엉덩이가 직접 닿는 변좌(11)를 따뜻하게 데워놓는 온열 기능 내지 좌변기(1)의 자동 물내림 기능 등을 구현하기 위하여 사용자가 비데 장치(10)를 사용하고 있는지 여부를 감지해야 하고, 이를 위해 상기 도 1에 도시한 바와 같이 변좌(11)의 소정의 위치에 사용자의 착좌를 감지하기 위한 착좌 센서(14)를 설치한다.

상기 착좌 센서(14)로는 사용자가 물리적으로 가압하는 기계식 스위치나 사용자의 체온을 통해 감지하는 적외선 센서를 이용하고 있으나, 기계식 스위치나 적외선 센서의 경우는 오작동이 상대적으로 많이 발생하지 않는 장점이 있으나 잦은 고장을 일으키는 문제와 사용감이 좋지 않은 문제점 등이 있어 최근에는 플라스틱으로 이루어진 변좌(11)에 근접하거나 가벼운 접촉만으로 인체를 감지하여 적절한 동작을 하기 위한 착좌 센서(14)로 비데 사용자의 착좌 여부를 전기적 신호로 메인보드에 있는 마이크로컨트롤러에 전달하는 기능을 하는 정전용량형 센서를 이용한다.

상기 정전용량형 센서는 전계를 발생시켜 전계 중에 존재하는 전하의 이동 및 분리에 따른 정전 용량의 변화를 검출하는 것으로 금속뿐만 아니라 비금속류의 종이, 플라스틱, 유리, 물, 기름 등의 유전체도 검출이 가능한 장점이 있어 통상 플라스틱으로 이루어진 변좌(11)에 효과적으로 적용할 수 있는 장점이 있다.

한편, 이와 같은 착좌 센서(14)로 사용되는 정전용량형 센서로 출원번호 10-2003-0021890호 발명의 명칭 '비데의 착좌 감지장치'가 개시된 바 있다.

상기 종래기술에 따른 착좌 센서는 착좌 감지장치에 관한 것으로서, 비데의 변좌를 따뜻하게 가열하기 위한 전열선의 발열을 변좌에 고르게 전도시키기 위한 열전도판을 이용하여 착좌시 열전도판과 사용자간의 유기되는 정전용량의 변화를 측정하여 착좌상태를 감지함으로서 하나의 정전용량 센서를 통해 사용자의 체형 및 착좌위치에 관계없이 안정적으로 감지할 수 있을 뿐만 아니라 하나의 정전용량 센서로 구성됨으로써 제어부까지의 배선이 용이하고, 방습처리가 용이한 이점이 있고, 비데 변좌의 열전도판과 사용자간에 유기되는 정전용량의 변화를 측정하기 위한 정전용량센서와; 전원을 공급받아 발열하여 상기 열전도판으로 발생된 열을 전도시켜 상기 변좌를 따뜻하게 하기 위한 전열선과; 상기 정전용량센서의 값을 입력받아 기준 정전용량과 비교하여 착좌상태를 판단하여 출력할 뿐만 아니라 상기 정전용량센서의 값을 입력받을 때 상기 전열선으로 공급되는 전원을 단속하기 위한 제어부;로 이루어진 것을 특징으로 한다.

위와 같은 정전용량형 센서를 이용하는 착좌 센서(14)는 변좌(11)의 내측면에 부착되어 설치되어 유선으로 상기 메인보드와 연결되는데, 이와 같은 회로 구성으로 인해 정전용량형 센서가 가지는 재료의 구조, 표면, 성분 등에 따른 가해진 기계적, 전기적, 환경적 스트레스에 의해 고장을 일으키고 있다.

구체적으로 커넥터 조립 불량으로 하자가 발생하거나, 변좌(11)와 착좌 센서(14)가 닿는 면에 이물질(사출 찌꺼기)가 있어 착좌 센서(14)가 면에닿지 않고 사이가 뜸으로 인해 발생한 공기층이 발생하고 이와 같은 공기층의 유전율이 낮아 감지 동작이 실시되지 않는 문제가 발생하고 있다.

또한, 종래 정전용량형 센서를 이용하는 착좌 센서(14)는 상기 도 1에 도시한 바와 같이 변좌(11)의 소정 위치에 설치됨으로 인해 착좌 센서(14)가 설치된 위치에 신체의 부위가 접촉되어야만 감지가 됨으로 인해 실제 사용자가 변좌(11)에 앉았음에도 사용자의 움직임이나 자세 등으로 인해 감지가 되지 않는 경우가 발생하고, 사용자의 움직임 등으로 인해 착좌 센서(14)가 설치된 위치에서 사용자의 신체가 떨어지게 되면 사용자가 의도하지 않은 동작이 이루어지는 문제가 있다.

위와 같은 문제를 해결하기 위하여 정전용량형 센서를 변좌(11)에 다수 개 설치하여 감지 영역을 넓혀 위와 같은 문제를 해결할 수 있으나, 센서를 다수 개 설치하는 만큼 센서에 의한 고장 발생 확률이 높아지는 문제점이 있다.

따라서, 비데 장치(1)를 사용하는 사용자가 변좌(11)에 착좌한 상태에서 어떤 자세를 하더라고 감지가 가능하고, 또한 착좌한 상태에서 사용자가 움직이더라도 사용자가 계속 착좌한 상태라고 감지할 수 있도록 변좌(11) 전영역에서 감지가 이루어지며 고장 발생 확률을 상대적으로 낮출 수 있는 정전용량형 착좌 센서가 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 발열선과 발열판으로 이루어진 발열부 자체를 착좌 센서로 이용하여 변좌 전영역을 감지 영역으로 하는 비데 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 양면 회로기판을 이용하여 상기 발열부와 연결되는 발열 회로부와 상기 발열부를 착좌 센서로 이용하는 감지 회로부를 물리적으로 분리하여 감지 회로부의 파손을 방지하는 비데 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 본 발명의 특징을 통해 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시 예를 통해 보다 분명하게 알 수 있고, 특허청구범위에 나타난 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.

상기와 같은 본 발명이 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 아래와 같은 기술적 특징을 갖는다.

본 발명 발열부를 감지 센서로 이용하여 변좌 전영역을 감지 영역으로 하는 정전용량형 착좌 센서가 구비된 비데 장치는 변좌, 변좌 커버, 메인보드를 포함하는 구동부 및 스위치부를 포함하는 비데 장치에 있어서, 상기 변좌는 합성수지 소재로 이루어져 내부공간을 형성하고, 상기 변좌의 내부공간에 설치되어 변좌를 가열하는 발열부를 포함하되, 상기 발열부는 상기 변좌의 안쪽면 상부 전체 영역에 일면이 부착되는 금속소재의 발열판과 상기 발열판에 타면에 부착되고 상기 메인보드와 연결되어 공급되는 전력에 의해 열을 발생하는 발열선을 포함하여 이루어지고, 상기 발열부의 전력 공급을 위한 발열 회로부와 상기 변좌에 사용자의 신체가 접촉됨으로 인해 상기 발열부에서 발생하는 정전용량의 변화를 감지하기 위한 터치IC를 포함하는 감지 회로부를 형성하되, 양면 회로기판으로 일면은 상기 발열 회로부에 연결되는 제1금속판을 포함하고 타면은 상기 제1금속판과 대응하는 위치에 상기 감지 회로부에 연결되는 제2금속판을 포함하여 정전용량을 형성하는 분리회로부;를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 본 발명 발열부를 감지 센서로 이용하여 변좌 전영역을 감지 영역으로 하는 정전용량형 착좌 센서가 구비된 비데 장치의 상기 분리회로부는 상기 메인보드의 일부영역에 형성되는 것;을 기술적 특징으로 한다.

또한, 본 발명 발열부를 감지 센서로 이용하여 변좌 전영역을 감지 영역으로 하는 정전용량형 착좌 센서가 구비된 비데 장치의 상기 발열판은 알루미늄 소재 또는 구리 소재로 이루어지는 것;을 기술적 특징으로 한다.

본 발명은 상기와 같은 과제의 해결 수단을 통해, 본 발명 변좌 전영역의 감지 영역을 갖는 정전용량형 착좌 센서가 구비된 비데 장치는 변좌 전체에 설치되는 발열부를 착좌 센서로 이용함으로써 변좌 전체에서 사용자의 착좌를 감지하는 효과가 있다.

또한, 본 발명 변좌 전영역의 감지 영역을 갖는 정전용량형 착좌 센서가 구비된 비데 장치는 발열부를 착좌 센서로 이용함에 따라 형성된 감지 회로부를 발열부의 발열 회로부와 양면 회로기판을 이용하여 물리적으로 분리시킴으로써 감지 회로부의 파손을 원천적으로 방지하는 효과가 있다.

또한, 본 발명 변좌 전영역의 감지 영역을 갖는 정전용량형 착좌 센서가 구비된 비데 장치는 변좌 전영역을 감지 영역으로 함으로써 사용자의 착좌 상태를 명확히 감지할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 다른 효과는 본 발명의 특징을 통해 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시 예를 통해 보다 분명하게 알 수 있고, 특허청구범위에 나타난 수단 및 조합에 의해 발휘될 수 있다.

도 1은 비데 장치의 일반적인 구조를 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명 발열부를 감지 센서로 이용하여 변좌 전영역을 감지 영역으로 하는 정전용량형 착좌 센서가 구비된 비데 장치의 기술적 특징을 개념적으로 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명 발열부를 감지 센서로 이용하여 변좌 전영역을 감지 영역으로 하는 정전용량형 착좌 센서가 구비된 비데 장치의 변좌와 발열부를 설명하기 위한 도면이다.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시 예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 예 는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 예에 관련하여 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시 예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위 는 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.

도 2는 본 발명 발열부를 감지 센서로 이용하여 변좌 전영역을 감지 영역으로 하는 정전용량형 착좌 센서가 구비된 비데 장치의 기술적 특징을 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.

본 발명 발열부를 감지 센서로 이용하여 변좌 전영역을 감지 영역으로 하는 정전용량형 착좌 센서가 구비된 비데 장치는 통상 '비데'라 일컫는 장치에 관한 것으로 통상 '비데'라 일컫는 장치가 포함하는 모든 구성을 포함할 수 있다.

예를 들어, 본 발명에서는 상세히 설명하지 않는 노즐, 정수필터, 탈취 수단, 건조 수단 등 일반적으로 '비데'라 일컫는 장치에 포함하는 통상의 수단들을 포함하고, 어느 특정된 형태 내지 기능을 갖는 '비데'에 국한되지 않고 변좌가 따뜻해지는 변좌 온열기능과 사용자의 착좌 여부를 감지하는 착좌 센서로 정전용량형 센서를 이용하는 '비데'에만 국한된다.

이와 같은 본 발명에 따른 착좌 센서가 구비된 비데 장치는 상기 도 2에 도시한 바와 같이 변좌(11), 변좌 커버(12), 메인보드(131)를 포함하는 구동부(13) 및 스위치부(15)를 포함하는 비데 장치에 있어서, 상기 변좌(11)는 발열판(21)과 발열선(22)을 포함하는 발열부(20)를 포함한다.

그리고, 발열 회로부(141)와 감지 회로부(142)에 포함되는 분리회로부(140)를 포함한다.

상기 변좌(11)와 발열부(20)는 도 3 본 발명 발열부를 감지 센서로 이용하여 변좌 전영역을 감지 영역으로 하는 정전용량형 착좌 센서가 구비된 비데 장치의 변좌와 발열부를 설명하기 위한 도면에 도시한 바와 같이, 변좌(11)는 합성수지 소재로 이루어져 내부공간을 형성하고, 상기 변좌(11)의 내부공간에 설치되어 변좌(11)를 가열하여 변좌(11)를 따뜻하게 만드는 발열부(20)를 포함하되, 상기 발열부(20)는 상기 변좌(20)의 안쪽면 상부 전체 영역에 일면이 부착되는 금속소재의 발열판(21)과 상기 발열판(21)에 타면에 부착되고 상기 메인보드(131)와 연결되어 공급되는 전력에 의해 열을 발생하는 발열선(22)을 포함하여 이루어진다.

상기 발열판(21)은 열전도율이 높은 알루미늄 소재 또는 구리 소재로 이루어지고, 변좌(11)의 안쪽면 전체를 덮는 넓이로 이루어져 상기 발열선(22)에서 발생한 열이 변좌(11) 전체로 퍼져 골고루 가열되도록 한다.

상기 발열선(22)은 일명 '히팅 케이블'이라 일컫는 발열 수단으로 전기에너지에 의해 발열하는 다양한 종류의 발열선이 될 수 있고 어느 특정된 발열선에 국한되지 않는다.

한편, 본 발명에 따른 착좌 센서가 구비된 비데 장치는 상기 발열부(20) 자체를 정전용량형 센서의 센서로 이용함으로 변좌(11)의 전영역에 부착된 발열판(21)을 통하여 변좌(11) 전영역에서 감지가 이루어질 수 있다.

그러나, 상기 발열부(20)에 전력을 공급하는 발열 회로부(141)를 이용하여 정전용량의 변화를 감지하는 회로를 구성하는 경우 상기 도 2의 메인보드(131)에 실장된 터치IC(132)를 쉽게 파손시킬 우려가 높은 문제가 있어, 상기 발열 회로부(141)와 물리적으로 분리되는 감지 회로부(142)를 상기 도 2에 도시한 바와 같이 구성한다.

즉, 상기 발열부(20)의 전력 공급을 위한 발열 회로부(141)와 상기 변좌(11)에 사용자의 신체가 접촉됨으로 인해 상기 발열부(20)에서 발생하는 정전용량의 변화를 감지하기 위한 터치IC(132)를 포함하는 감지 회로부(142)를 형성하되, 양면 회로기판(140-1)으로 일면은 상기 발열 회로부(141)에 연결되는 제1금속판(140-2)을 포함하고 타면은 상기 제1금속판(140-2)과 대응하는 위치에 상기 감지 회로부(142)에 연결되는 제2금속판(140-3)을 포함하여 정전용량을 형성하는 분리회로부(140)를 포함하여, 상기 발열 회로부(141)와 상기 감지 회로부(142)를 분리회로부(140)를 통해 물리적으로 분리시킴으로써 발열 회로부(141)에서 터치IC(132)가 물리적으로 분리되어 발열 회로부(141)로 인해 파손을 방지한다.

이와 같은 분리회로부(140)는 상기 메인보드(131)의 일부영역에 형성될 수도 있다.

위와 같은 본 발명에 따른 착좌 센서를 갖는 비데 장치는 변좌(11)에 사용자가 착좌하게 되면, 변좌에 접촉된 신체 부위에 의해 접지 효과가 발생하여 분리회로부(140)의 제1금속극판(140-2)의 전하의 이동으로 제2금속극판(140-3)의 정전용량의 변화가 발생하고, 메인보드(131)에 실장된 터치IC(132)는 상기 제2금속극판(35)의 정전용량 변화를 감지하여 사용자의 착좌를 감지한다.

이상에서는 본 발명을 바람직한 실시 예에 의거하여 설명하였으나, 본 발명 의 기술적 사상은 이에 한정되지 아니하고 청구항에 기재된 범위 내에서 변형이나 변경 실시가 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 첨부된 특허청구범위에 속한다 할 것이다.

1 : 좌변기
10 : 비데 장치
11 : 변좌
12 : 변좌 커버
13 : 구동부
14 : 착좌 센서
15 : 스위치부
20 : 발열부
21 : 발열판
22 : 발열선
131 : 메인보드
132 : 터치IC
140 : 분리회로부
140-1 : 양면회로기판
140-2 : 제1금속판
140-3 : 제2금속판
141 : 발열 회로부
142 : 감지 회로부

Claims (3)

1. 변좌, 변좌 커버, 메인보드를 포함하는 구동부 및 스위치부를 포함하는 비데 장치에 있어서,
   상기 변좌는 합성수지 소재로 이루어져 내부공간을 형성하고, 상기 변좌의 내부공간에 설치되어 변좌를 가열하는 발열부를 포함하되,
   상기 발열부는 상기 변좌의 안쪽면 상부 전체 영역에 일면이 부착되는 금속소재의 발열판과 상기 발열판에 타면에 부착되고 상기 메인보드와 연결되어 공급되는 전력에 의해 열을 발생하는 발열선을 포함하여 이루어지고,
   상기 발열부의 전력 공급을 위한 발열 회로부와 상기 변좌에 사용자의 신체가 접촉됨으로 인해 상기 발열부에서 발생하는 정전용량의 변화를 감지하기 위한 터치IC를 포함하는 감지 회로부를 형성하되, 양면 회로기판으로 일면은 상기 발열 회로부에 연결되는 제1금속판을 포함하고 타면은 상기 제1금속판과 대응하는 위치에 상기 감지 회로부에 연결되는 제2금속판을 포함하여 정전용량을 형성하는 분리회로부;를 포함하되,
   상기 분리회로부는 상기 메인보드의 일부영역에 형성되고, 상기 발열판은 알루미늄 소재 또는 구리 소재로 이루어지는 것;을 특징으로 하는 발열부를 감지 센서로 이용하여 변좌 전영역을 감지 영역으로 하는 정전용량형 착좌 센서가 구비된 비데 장치.
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