KR200344251Y1

KR200344251Y1 - 절전형 전자감응식 절수기

Info

Publication number: KR200344251Y1
Application number: KR20-2003-0038213U
Authority: KR
Inventors: 차정연
Original assignee: 차정연
Priority date: 2003-12-08
Filing date: 2003-12-08
Publication date: 2004-03-10

Abstract

본 고안은 소형 커피잔 크기의 케이싱 내부에 장착한 마이크로컨트롤러를 갖는 절전형 작동 제어회로와, 사용이 간편한 비접촉식 센서와, 밸브가 막힐 염려가 없는 볼체크 밸브 조립체를 구비시킴으로써, 물의 유동을 제어하기 위한 어떠한 배관이나 수도꼭지에 직접 용이하게 설치될 수 있고, 사용이 매우 간편하고, 작동 반응속도가 뛰어난 절전형 전자감응식 절수기 및 그의 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 고안의 절전형 전자감응식 절수기는 본체(100, 100')의 내부에 볼체크 밸브 조립체(190)와, 이런 볼체크 밸브 조립체(190)를 관통하는 물의 유동을 선택적으로 제한하는 관로 개폐 구동 조립체(191)를 포함하고 있고, 또한, 제어 팩터값(Vs)과, 스위치 열림과 스위치 닫힘에 대응하는 스위치 신호값과, 센서부의 풀업 신호 또는 그라운드 신호에 대응하게 모터(130)의 구동을 제어함으로써, 전력 소모가 작고 크기가 소형이며 사용이 간편하다.

Description

절전형 전자감응식 절수기{WATER SAVING DEVICE HAVING AUTOMATIC SENSOR ACTIVATED WITH ELECTRIC POWER SAVING}

본 고안은 절전형 전자감응식 절수기에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 기존의 배관부재, 수도꼭지, 토수구 등에 직접 부착시켜 사용하고, 물체를 감지하여 밸브의 개방 및 폐쇄 작동을 수행하는 절전형 전자감응식 절수기에 관한 것이다.

전자감응식 제품은 적외선 감지 센서 등과 같은 센서부로 사용자나 물체 등을 감지한 후, 센서부에 전기적으로 접속되어 있는 전자변을 개방 및 밀폐시킴으로써, 결과적으로 전자변이 설치된 소변세척기, 대변세척기, 수도꼭지, 싱크대 등의 관을 통해 물이 흘러나가는 것을 전자적으로 제어하는 장치를 의미한다.

도 1에 도시된 일반적인 전자감응식 수도꼭지는 토토(TOTO U.S.A.,INC.)사의 TEL3DSC-10(단일 공급, 단일 구멍 타입), 또는 TEL5DSC-60(온도 혼합, 단일 구멍 타입) 등에 사용되는 배터리 전원용 센서 수도꼭지(faucet)로서, 센서부가 장착된 수도꼭지(1)와, 상기 센서부에 전선(3)을 통해 전기적으로 결합되고 상기 수도꼭지(1)에 수돗물을 공급시킬 수 있도록 배관 부재(4)를 통해 물리적으로 결합된 컨트롤러 박스(2)를 구비한다.

컨트롤러 박스(2)는 그의 내부에 작동회로와, 솔레노이드 타입의 전자변과, AA형 알카라인 배터리 내지 교류변환 직류공급회로를 장착할 수 있도록 부피(가로 ×세로 ×두께)가 180㎜ ×130㎜ ×130㎜ 내외의 비교적 큰 체적을 갖고, 무게(중량)도 1300그램(g)이 넘는다. 그리고, 컨트롤러 박스(2)로부터 수도꼭지(1)까지의 배관 부재(4)의 길이가 통상 500㎜ 이상 연장되어 있다. 솔레노이드 타입의 전자변은 전력소모가 상대적으로 클 뿐만 아니라, 소형화되면 될수록 장착이나 결합이 상대적으로 어렵고, 잔 고장과 오류 발생 염려가 있는 단점이 있다.

또한, 통상의 전자감응식 수도꼭지는 일체형이 아닌 이상 센서부가 장착된 수도꼭지(1)에 모듈형의 전자변이나 제어회로를 결합시키는 것이 기구적으로나 형상적으로 쉽지 않을 뿐만 아니라, 별도의 컨트롤러 박스(2)와 수도꼭지(1) 사이의배관 부재(4)의 연장 길이 등의 이유로 인하여, 물체가 센서부에 비접촉식으로 근접할 때로부터 물이 나오는 시간, 즉 작동 반응시간이 상대적으로 길어져서, 즉 소정(0.6초)의 지연 시간이 발생되어서, 인간 공학적 측면에서 사용자의 불편함이 상존 하고 있다.

또한, 종래의 기술들은 설치시간이 전문적인 설비 엔지니어나 설비업자에 의해 예컨대 1시간 이상 걸리기 때문에, 일반적인 소비자나 사용자가 DIY(Do It Yourself) 개념으로 시공 및 설치하기 매우 어려운 단점이 있다.

한편, 본 고안과 관련되어 비교적 유사하거나 비교적 관련된 종래 기술에 따른 기술 문헌을 살펴보면 다음과 같다.

한국공개특허 특1989-0004202호는, 수직과 수평방향의 2방향의 적외선센서를 가지는 자동수전으로 솔레노이드로 작동되고 로직IC로 구성되며 기존의 수도꼭지 자체를 교체하되, 제어부 및 작동부에서 많은 기계적 전자적 상이점을 갖는다.

한국실용신안 실1992-0000667호는, 수도꼭지와 별개인 2방향성 센서를 사용하여 교류로 구동되는 솔레노이드구동 방식이며, 기존의 수도꼭지 자체를 교체하고, 사용전원, 부착위치, 작동장치 등이 본 고안과 상이하다.

한국공개특허 특1993-0005335호는, 절수장치의 수도꼭지 측면에 센서를 부착하였으며 지수용 별도의 다이어프램 챔버를 가지며 기존의 수도꼭지 자체를 교체하되, 적외선 센서를 사용하는 것 이외의 특별한 관련은 없고, 자동절수기능을 갖는다.

한국공개특허 특1994-0008469호는, 소변기용 통수로 제어용 자동 절수기로서, 솔레노이드작동, 교류사용, 수동 작동용 버튼이 설치되어 있으나, 절수장치로의 관련성 이면에 사용목적이나 기구적 전자적 방법이 상이하다.

한국공개특허 특1991-700387호는, 자동절수장치를 건축물 벽 내에 매몰시키며 개폐용 뚜껑을 갖고 있어서 손쉬운 유지보수를 고려하였으나, 센서형, 솔레노이드 밸브 구동형, 자동수전형 절수장치인 종래 기술과 대동 소이하며 본 고안의 구체적 기술 내용과 관련성은 없다.

한국실용신안 등록번호 20-0235936호는, 냉온수 혼합밸브와 급수제어 시스템이 있는 자동수전으로서, 절수장치라는 개념적 특징 이외에 기술적 관련도는 없다.

한국실용신안 등록번호 20-0180670호는, 자동수도꼭지나 대소변기의 절수를 위한 밸브개폐구동 장치로서 초소형 모터를 사용하고 있다. 이는 초소형 모터의 이용과 저 전류 소모형인 외형적 특징이 본 고안과 유사하나, 하기의 본 고안의 상세한 설명에서 설명될 제어 알고리듬이나 작동 제어회로의 구성 내지 밸브 메커니즘 등과 같은 절수기능의 구현 방식과 밸브의 개폐방식이 서로 상이하다.

한국실용신안 등록번호 20-0252675호는, 건전지를 사용하며 저 전류 소모형의 발판형 스위치를 가지는 절수제어 밸브이나, 제어 방식에 있어서 많은 상이점이 있다.

미국특허 US6,192,530호는, 직류와 교류전원을 모두 사용하는 솔레노이드 밸브, 적외선 센서를 이용한 전자제어부를 가지되, 자동수전 사용전원과 작동 방식에서 상이성이 있다.

미국특허 US 5,918,855호는, 세면기에 물이 넘치거나 필요이상의 토수를 방지 할 수 있으며 적외선 센서와 솔레노이드 밸브를 가지는 자동 절수장치의 기계 및 제어회로를 갖고 있다. 이는 토수시간을 제한하는 기능에서의 유사성을 찾을 수 있으나 작동장치 및 제어 방법에서 상이성이 매우 크다.

소결론으로, 앞서 살펴본 종래의 전자감응식 절수기, 절수장치, 제어밸브 등은 기존의 수도꼭지 외부에 직접 용이하게 장착되는 타입은 없으며, 본 고안과 같이 수도꼭지에 장착될 만한 크기의 소형 제품이면서도, 절전형 타입의 작동 제어회로와 제어 알고리듬에 의해서 상대적으로 장시간 사용이 가능하면서, 신뢰성 있는 밸브 개폐 작동을 수행하는 특유의 기계적 메커니즘 내지 모터 구동 제어 방식을 갖는 것을 찾아보기 힘들다.

또한, 종래의 다른 기술을 더 살펴보면, 우선권주장번호 07/244,135(1988년 09월 14일, 미국)의 자동수도전은 대한민국특허 등록번호 제1993-005335호에 개시된 바와 같이, 배수 끝 부분을 가진 수도전 본체, 온냉수 혼합밸브, 수도전 밑에 물체가 있는지의 여부를 감지하는 센서, 그리고 혼합밸브에 연결되어서 수도전으로부터 물이 흐르는 것을 제어할 수 있게 센서에 응답하여 작동하는 자동급수밸브를 구성하고 있고, 상기 자동급수밸브에는 전기모터, 전기모터에 회전 가능하게 연결된 캠, 이런 캠과 작동 가능하게 맞물려진 한 쌍의 파이롯트밸브 및 파이롯트밸브의 작동에 응답하여 작동급수밸브를 개폐시킬 수 있게 파이롯트밸브에 작동 가능하게 연결되어 제어되는 주밸브가 포함되어 있으며, 그리고 모터를 온 또는 오프시킬 수 있게 센서에 응답하여 작동하는 제어장치를 갖는 것이 특징이다.

이런 등록특허 '5335호는 전자감응식 수도꼭지에 대한 기계, 전자적 메커니즘을 비교적 상세하게 설명하고 있는 반면, 수도꼭지에 모듈형태로 탈부착되는 어떠한 기술적 사상도 개시하지 않고 있다.

또한, 등록특허 '5335호는 파이롯트밸브와 연동하는 주밸브의 형식으로 밸브 메커니즘이 매우 복잡할 뿐만 아니라, 그만큼 작동 반응시간이 늦고(지연 시간이 발생됨), 복수개의 컨택트나 홀센서 및 각종 전자센서의 사용으로 전력 소모가 상대적으로 매우 높은 단점이 있다.

또한, 이런 등록특허 '5335호에서는 모터의 구동력이 캠샤프트나 부채꼴 형상의 기어캠에 전달되는 기계적 메커니즘이 개시되어 있으나, 이런 기계적 메커니즘이 직접적으로 밸브를 개방 및 밀폐시키지 않고 간접적 방식(파이롯트밸브에 의한 주밸브 개폐 방식)을 취함으로써, 부품수 82개 이상으로서 잔 고장 유발 가능성이 높고 유지 보수가 불편하며, 결정적으로 제품 단가가 매우 높은 단점이 있다.

또한, 등록특허 '5335호는 자사의 자동급수 밸브와 타사(등록특허 '5335호에서 표시한 종래 기술)의 자동급수 밸브를 전력 소비 측면에서 비교한 전력소비량 비교표를 아래의 [표 1]과 같이 개시한 바 있다.

	밸브가 열릴 때 소비되는 전력	밸브가 열려 있을 때소비되는 전력
종래의 자동급수 밸브	5∼12W 계속	5∼12W 계속
등록특허 '5335호의 자동급수 밸브	0.3W/0.1초	0 (실제 모터 임피던스 때문에 0에 가까운 전력 소모)

즉, 등록특허 '5335호의 자동급수 밸브는 밸브 작동을 기준으로 밸브가 열릴 때와 밸브가 열려 있을 때 소비되는 전력을 상기 [표 1]에서 종래의 자동 급수 밸브와 비교하였으나, 한번 열려진 후에는 모터의 작동이 정지되기 때문에 어떠한 전력도 밸브에서 소모되지 않는다는 점 이외에 실제 제어 회로의 작동이나 대기 모드 등과 같이 전체 전력 소모량(비율)의 부재로 인하여, 상기 [표 1]의 값만으로 소비전력이 절전형인지에 대한 신뢰성이 떨어진다.

즉, 등록특허 '5335호와 같은 자동급수 밸브는 인가전압 범위가 넓은 C-MOS IC 타입의 밸브 제어회로를 채택하고 있기 때문에, 밸브가 열려 있을 때 모터에서 소비되는 전력이 비록 0에 가까울 일지라도, 밸브 제어회로의 메인 컨트롤부의 각종 연산작동이나, 발광부, 수광부 등의 대기작동, 수신신호 필터링 및 증폭, 송신신호 제어 등을 통해서 여전히 0.4∼0.5㎃의 전력을 소모하고 있다. 이는 절전형 기기에서 간과하지 못할 정도로 작동 대기시 상대적으로 많은 전력을 소모하고 있는 단점을 갖는다.

이와 반면, 본 고안은 작동 대기시에 0.01∼0.0155mA만 전력을 소모할 뿐만 아니라, 종래의 솔레노이드 밸브에 대신에 상대적으로 전력 소모가 2배에서 3배 낮은 소형 모터를 사용하고 있기 때문에, 본 고안의 사용시간은 상대적으로 월등히 연장될 수 있는 것이다.

도 2에 도시된 바와 같은 종래 기술의 자동수도전 개폐밸브의 피스톤구조는 한국실용신안 등록번호 20-0235936호에 개시된 바와 같이, 슬리이브(5) 내에서 상하왕복운동하는 것으로서 상부피스톤(6a)과 하부피스톤(6b)으로 이루어진 피스톤(6), 상부피스톤(6a)의 내부에 설치되어진 릴리프밸브(7) 및 상기 릴리프밸브(7)를 탄지시키는 원추스프링(8), 하부피스톤(6b)에 고정된 구멍막힘방지핀(9), 상기 릴리프밸브(7)에 고정된 작동핀(10), 하부피스톤(6b)과 슬리이브(5) 사이에개재된 코일스프링(11), 피스톤(6)의 상향운동을 제한하는 부싱(12), 및 상기 하부피스톤(6b)에 합치되어 설치되는 V형링(13)을 포함한 자동수도전의 개폐밸브에 있어서, 상기 릴리프밸브(7)가 접촉하는 상부피스톤(6a)의 유출공 하단에 환상의 돌조(6c) 및 부싱(12)의 하단유출공에 접촉하는 상부피스톤(6a)의 상단 외주에 환상의 돌조(6d)를 일체로 형성하여 상기 돌조(6c, 6d)가 기존의 릴리이프밸브시트 및 피스톤시트의 기능을 대신할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

이런 종래의 자동수도전 개폐밸브는 특허 출원 제92-12187호의 자동수도전 및 그 내부에 구성된 밸브어셈블리(공고 제11801호, 등록 제097268호)와, 특허출원 제92-6056호의 자동소변세척기(공고 제 95-3005호, 등록 제0088125)에 제안되어 있는 바와 같이, 모터(14)의 회전축(15)의 구동력에 의해 기어(16)와 피동축(17)이 90°로 회전하면, 피동축(17)의 끝단에 형성되고 상기 작동핀(10)에 접촉하고 있는 캠(18)이 작동핀(10) 및 릴리프밸브(7)를 경사시켜 릴리프밸브(7)와 상부피스톤(6a)의 유출구 사이에 틈새를 형성하고, 작은 량의 물이 슬리이브(5)의 하단에 형성되어 있는 유입구(19)와, 하부피스톤(6b)에 형성된 유입구와, 릴리프밸브(7)와 상부피스톤(6a) 사이에 형성된 틈새를 통하여 흐르게되며, 결과적으로 유체역학적으로 피스톤(6)을 하강시킬 수 있는 압력 변화가 발생된다.

물론, 모터(14)가 다음 작동에서 피동축(17)을 90°로 더 회전시키면, 작동핀(10)이 정위치로 되돌아옴과 연동하여, 릴리프밸브(7)와 피스톤(6)이 상향의 움직임을 갖게됨으로써, 결과적으로 밸브가 폐쇄되게 된다.

이런 종래의 자동수도전 개폐밸브는 물의 입수방향과 출수방향이 일직선상에일치하지 않게 배열되어 있고, 상기 등록특허 '5335호와 동일하게 파이롯트밸브(릴리프밸브) 및 파이롯트밸브의 작동에 응답하는 작동급수밸브(피스톤) 방식과 같은 개폐방식을 취함으로써, 밸브 개방 및 폐쇄에 따른 작동 반응시간이 상대적으로 길고, 복잡한 밸브 구성과 결합 구조를 갖고 있어서 잔고장의 우려가 있다.

또한, 종래의 자동수도전 개폐밸브는 절전을 위해 작동 제어회로 자체가 밀리세컨드(msec)동안 반복적으로 슬립(sleep) 모드로 들어가서 나노암피아(nA) 수준으로 전력을 소모시키는 어떠한 절전형 전자적 구성을 갖고 있지 않고 있어서 전력 소모가 상대적으로 큰 단점이 있다.

또한, 종래의 자동수도전 개폐밸브는 피스톤을 움직여서 밸브 관로를 폐쇄시킬 때, 상기 밸브 관로 폐쇄에 필요한 수압이 상대적으로 매우 작은 유입구를 통해서 릴리프밸브에 작용하게 된다. 이런 경우, 개폐 작동 반응시간이 매우 느려서 단순히 물을 공급하기 위해 전자반응식으로 밸브를 개폐시키는 목적으로 절수나 절전을 해결하지 못하고 있다.

결론적으로, 상기 언급된 다양한 종래 기술들은 소형 모듈형 제품과 절전형 기기라는 차원에서, 컨트롤러(박스)의 부품수가 많아 크기가 커져 수도 밸브와 일체화시킬 수 없고, 교류를 정류해 사용함으로 정류장치가 필요하거나, 기존의 수도밸브(수도꼭지)를 이용하지 않아서 별도의 수도밸브(수도꼭지) 및 토수장치, 컨트롤러 박스 등 다수의 구성품이 필요한 문제점이 있다.

도 3에 도시된 바와 같은 종래의 다른 기술에 따른 자동지수전(自動止水栓)과 지수전용 밸브 개폐기구는 일본국 1988년 출원번호121635(쇼화63-121635)에 개시되어 있다.

이는 상면에 수도꼭지로의 취부부가 설치됨과 동시에 하면에 방수구(50)가 개구되는 본체(58)내에, 상기 취부부와 방수구(50)를 연결하는 직선형상의 유로(51)를 형성함과 동시에, 이 유로(51)중에 밸브(60)를 배치하고, 또 본체(58)의 전방부내에 밸브 개폐기구(73)를 위한 수납실(74)을, 본체(58)의 후방부내에 배터리(53)를 위한 수납실(54)을, 제어회로가 실장된 프린트기판(55 : PCB)을 위한 수납실(56)을 설치하고, 또 본체(58)의 측면에 센서를 배설한 것으로 형성되어 있다. 도면중 52, 57, 72는 상기 각 수납실(54, 56, 74)을 닫는 커버이다.

상기 취부부는, 본체(58) 상면으로부터 돌출된 내통(65) 및 외통(66)과, 외통(66)에 나사결합되는 캡(64)과, 수도꼭지의 선단부에 삽통계지되는 고정구(63), 패킹(61) 등으로 이루어지며, 본체(58)로부터 떨어진 캡(64)에 수도꼭지를 삽통한 후, 고정구(63)를 수도꼭지 선단에 계지하고, 이어서 캡(64)을 외통(66)에 나사결합시켜 조임으로써, 캡(64)과의 계합부를 갖는 고정구(63)를 거쳐 수도꼭지의 선단면을 패킹(61)에 압착결합함으로써, 수도꼭지로의 취부를 행하는 것이다.

그리고 취부부로부터 방수구(50)에 이르는 유로(51)의 도중에 설치된 밸브(60)는 구형 체적을 갖는 밸브체(62)와, 패킹으로서 형성된 밸브좌(59, valve seat)로 이루어지며, 밸브체(62)가 밸브좌(59)에 접함으로써 유로(51)를 닫는다.

또한, 수납실(74)에 배치된 밸브 기폐기구(73)에 관하여 설명한다. 이것은 직류형의 모터(75)와, 모터(75)의 출력을 감속하는 감속바퀴열(71)과, 회전가능하게 지지됨과 동시에 감속바퀴열(71)의 최종단에 치합되어 있는 제어캠(68)과, 제어캠(68)의 일면인 캠면에 일단이 당접하여 있는 핀(69)과, 다이어프램(67), 그리고 위치검지스위치(도시 안됨)로 구성되어 있다. 도면중 70은 핀(69)의 미끄럼가이드와 다이어프램(67)의 가장자리의 고정을 행하는 압착판이다.

이제 모터(75)를 회전시킴으로써, 그 감속출력으로 제어캠(68)을 회전시키면, 제어캠(68)에서의 캠면이 핀(69)을 압압하고, 이 핀(69)을 그 축방향으로 이동시킨다. 핀(69) 및 다이어프램(67)은, 본체(58)에서의 유로(51)와 수납실(74)을 구분하고 있는 격벽을 관통하고 있기 때문에, 제어캠(68)으로 구동된 핀(69)은, 다이어프램(67)을 거쳐 밸브(60)에서의 밸브체(62)를 누르고, 이를 밸브좌(59)로부터 분리하므로, 유로(51)가 닫혀진다.

여기서 상기 위치검지스위치는, 밸브(60)가 완전히 열렸을 때 접점이 스위칭되고, 또 완전히 닫힌 때에 다시 스위칭되어 원래 상태로 복귀하는 것이다. 또한, 센서는 적외선 방식으로, 발광부와 수광부를 갖고 있다.

그런데, 종래 기술에 따른 자동지수전은 수도꼭지로 공급되는 물을 토수시키기 위해 밸브를 개방시키고, 물을 지수시키기 위해 밸브를 폐쇄시키는 동작에 관한 밸브 제어 회로를 구비함으로써, 앞서 종래 기술들과 동일한 단점, 즉 절수의 기능과 절전 기능이 없음과 동시에, 절수나 절전에 관한 어떠한 기술도 개시되어 있지 않다.

또한, 종래 기술에 따른 자동지수전용 개폐기구는 그의 동력 방식이, 모터 -> 웜기어 -> 감속기어열 -> 제어캠(회전방향에 수직한 방향의 일 면에서 상대적으로 돌출되어 있는 캠작동부) -> 핀 -> 다이어프램 -> 밸브체와 같은 결합구조를 갖고 있어서, 기구적으로 매우 복잡함을 갖는 단점이 있다.

또한, 이런 기구적 복잡성을 떠나서 힘이 전달되는 측면에서 종래의 자동지수전용 개폐기구의 구성을 살펴보면, 제어캠이 핀을 전진시키는 구동력만을 발생할 뿐 핀을 후진시키는 힘을 발생하지 못하고, 다만, 핀을 후진시키는 힘은 다이어프램의 복원력에 의해 발생되며, 이런 연유로 제어캠이란 명칭이 합당함과 동시에, 단순히 핀의 스트로크를 제어하는 용도로 사용하고 있다.

한편, 제어캠의 수평 회전에 따라서 제어캠의 수평마찰면과 접촉하는 수직방향의 핀이 밸브체로 전진한다. 이런 구동력 전달 방식은, 제어캠의 회전방향으로 구동력이 핀의 축심방향에 일치하게 직접적으로 전달되지 못하는 단점을 갖는다. 이에 따라서, 종래의 개폐기구는 핀을 전진시키는 힘이 제어캠에 전달된 힘에 비해 매우 감쇄되는 등, 힘전달 구조의 비효율성을 갖고 있고, 비록 모터, 기어, 캠의 기본 구성과 본 고안의 구성을 비교시, 통상의 설계 변경이나 위치 변경 내지 당 업계에 종사하는 사람이 용이하게 예측 가능하지 못할 정도로, 힘 전달 방식과 전진 또는 후진 방향의 구동력을 발생시키는 방식이 전혀 다른 것을 알 수 있다.

또한, 종래 기술에 따른 자동지수전에서는 핀이 전진할 때 밸브체를 수압에 대항하여 밀어내려는 힘과 다이어프램의 탄성력에 대응하는 힘을 발생시켜야 하기 때문에, 힘의 균형이 전진시와 후진시에 비대칭적으로 배분될 뿐만 아니라, 후진시 다이어프램의 탄성력과 수압에 의한 반발력이 핀을 통해 제어캠의 표면의 한 점(당점)에 과도하게 전달됨으로써, 아무리 단단한 고체로 제어캠이 제작되어 있다 하더라도, 장시간 사용시 제어캠의 표면에 핀이 점 접촉함에 따라 링상의 홈이 파여지고, 그 홈의 깊이만큼 핀의 스트로크 위치가 뒤로 밀리게 되어서 기밀한 밸브의 개폐를 확보하지 못하는 단점이 있다.

따라서, 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 고안의 목적은 소형 커피잔 크기의 본체의 케이싱의 내부에 장착한 마이크로컨트롤러를 갖는 절전형 작동 제어회로와, 사용이 간편한 비접촉식 센서와, 밸브가 막힐 염려가 없는 볼체크 밸브 조립체를 구비시킴으로써, 물의 유동을 제어하기 위한 어떠한 배관이나 수도꼭지에 직접 용이하게 설치될 수 있고, 사용이 매우 간편하고, 작동 반응속도가 뛰어난 절전형 전자감응식 절수기를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 전자감응식 수도꼭지를 설명하기 위한 사시도,

도 2는 종래 기술에 따른 자동수도전 개폐밸브의 피스톤구조를 설명하기 위한 단면도,

도 3은 종래의 다른 기술에 따른 자동지수전과 지수전용 밸브 개폐기구의 구성을 설명하기 위한 단면도,

도 4는 본 고안의 제1실시예에 따른 절전형 전자감응식 절수기의 외부 구성을 설명하기 위한 사시도,

도 5는 도 4에 도시된 절전형 전자감응식 절수기의 내부 구성을 설명하기 위한 분해 사시도,

도 6은 도 4에 도시된 절전형 전자감응식 절수기의 결합관계를 설명하기 위한 단면도,

도 7a와 도 7b는 도 4에 도시된 절전형 전자감응식 절수기의 밸브 메커니즘을 설명하기 위한 단면도들,

도 8a와 도 8b는 도 4에 도시된 절전형 전자감응식 절수기의 제어 메커니즘을 설명하기 위한 단면도들,

도 9는 도 4에 도시된 절전형 전자감응식 절수기의 작동 제어회로의 구성을 설명하기 위한 회로도,

도 10a와 도 10b는 도 9에 도시된 작동 제어회로에 의한 제어 알고리듬을 설명하기 위한 흐름도들,

도 11과 도 12는 도 10a와 도 10b의 밸브 개방과 밸브 폐쇄 단계를 설명하기 위한 흐름도들,

도 13은 본 고안의 제2실시예에 따른 절전형 전자감응식 절수기를 설명하기 위한 정면도,

도 14는 도 13에 도시된 절전형 전자감응식 절수기의 원 B의 단면도,

도 15는 본 고안에 따른 절전형 전자감응식 절수기의 응용예를 설명하기 위한 측면도,

도 16은 본 고안에 따른 절전형 전자감응식 절수기의 직수 및 샤워캡의 구성을 설명하기 위한 평면도.

도 17a와 도 17b는 본 고안에 따른 절전형 전자감응식 절수기의 사용상태를 설명하기 위한 도면 대용 사진들.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100, 100' : 본체 101, 101' : 커넥터 조임캡

102, 102' : 커넥터 110 : 커버 플레이트

111, 111' : 캡 결합부 112, 112' : 커넥터 패킹

113 : 볼 114 : 볼체크 밸브시트

115 : 밸브관 117b, 140, 141 : 오링

120 : 케이싱 123 : 직수구멍

129 : 샤워캡 130 : 모터

131 : 모터 브래킷 132 : 다단 캠

133 : 캠 슬라이더 135 : 캠 스위치

139 : 기어박스 150 : 배터리 케이스

190 : 볼체크 밸브 조립체 200 : PCB

210 : 수광부 211 : 센서모듈

220 : 필터 230 : 앰프

240 : 마이크로컨트롤러 250 : 전원

260 : 모터 구동회로 270 : 푸시버튼

280 : 발광부 290 : 발광부 구동회로

상술한 본 고안의 목적은 절전형 전자감응식 절수기에 있어서, 물의 유동을 제어하기 위한 배관이나 수도꼭지에 직접 설치되고 내부 공간을 갖는 본체와; 상기 본체의 내부 공간의 일측 개구 부위로부터 연장된 측벽과 바닥을 형성하되, 상기 바닥에 직수구멍을 상기 바닥에 형성하고 있는 케이싱과; 상기 일측 개구 부위를 밀폐시키는 커버 플레이트와; 상기 커버 플레이트와 상기 케이싱의 사이에서 상기 직수구멍의 축심에 축 방향을 일치시키도록 상기 커버 플레이트와 일체형으로 형성된 볼체크 밸브 조립체와; 상기 볼체크 밸브 조립체를 관통하는 물의 유동을 선택적으로 제한하는 관로 개폐 구동 조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 절전형 전자감응식 절수기에 의해 달성된다.

이런 본 고안의 절전형 전자감응식 절수기는 시제품을 제작하여 대한민국 중소기업청이 주최한 2003년 11월 7일, '대한민국 벤처창업대전(KOREA VENTURESTARUP FAIR)'에서 일반부분 금상(차스랩 주식회사, 대표 : 차정연)을 획득할 만큼 그의 기술력을 검증 받은 바 있다.

이하, 첨부한 도 4 내지 도 17b를 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예들에 따른 절전형 전자감응식 절수기에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

<제 1실시예>

도면에서, 도 4는 본 고안의 제1실시예에 따른 절전형 전자감응식 절수기의 외부 구성을 설명하기 위한 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 절전형 전자감응식 절수기의 내부 구성을 설명하기 위한 분해 사시도이다. 또한, 도 6은 도 4에 도시된 절전형 전자감응식 절수기의 결합관계를 설명하기 위한 단면도이고, 도 7a와 도 7b는 도 4에 도시된 절전형 전자감응식 절수기의 밸브 메커니즘을 설명하기 위한 단면도들이다. 또한, 도 8a와 도 8b는 도 4에 도시된 절전형 전자감응식 절수기의 제어 메커니즘을 설명하기 위한 단면도들이고, 도 9는 도 4에 도시된 절전형 전자감응식 절수기의 작동 제어회로의 구성을 설명하기 위한 회로도이다. 그리고, 도 10a와 도 10b는 도 9에 도시된 작동 제어회로에 의한 제어 알고리듬을 설명하기 위한 흐름도들이고, 도 11과 도 12는 도 10a와 도 10b의 밸브 개방과 밸브 폐쇄 단계를 설명하기 위한 흐름도들이다.

도 4에 도시된 본 고안의 본체(100)는 수도꼭지와 같이 기존의 세면대의 출수구, 토출구, 이와 유사한 배관 부재(20)에 장착될 수 있을 만큼 소형으로서, 예컨대 커피잔 한 개 정도의 체적을 갖는 소형 절수기 제품이다.

예컨대, 본체(100)는 체적(넓이 ×직경 ×높이)이 70㎜ ×70㎜ ×35㎜이고, 중량이 200그램 이하이므로, 종래 기술에서 언급한 부피와 무게에 비해 상대적으로 소형화와 경량화 된 제품이다.

또한, 본체(100)의 외부에는 통상의 가정이나 사무실 내의 사용자 내지 소비자가 쉽고 빠르게(예 : 2분 내외의 시간) 장착할 수 있도록, 공지 공용된 통상의 절수기 관연결 방식을 사용하여 기존의 배관 부재(20)에서 물이 나오는 끝단에 결합되어 있다.

이런 본체(100)는 원통형, 사각통형, 구형, 반구형 등과 같이 내부에 실장품을 구비시킬 수 있는 입체적 내지 기하학적인 어떠한 형상을 갖는 것으로서, 상기 형상에 대응한 커버 플레이트(110)와, 일측 개구 부위(121)로부터 연장된 측벽과 이런 측벽의 하부에 형성된 바닥을 일체형으로 갖는 케이싱(120)을 포함하되, 상기 케이싱(120)의 일측 개구 부위(121)가 상기 커버 플레이트(110)에 의해 밀폐되도록 결합되어 있고, 그의 상세한 결합관계는 하기의 단면도들을 통해서 상세히 설명될 것이다.

또한, 본체(100)는 크롬 코팅 등과 같은 표면 처리가 될 수 있고, 진공 사출 금형을 이용한 사출 방식이나, 왁스를 이용한 정밀 사출 방식 등에 의해 제작된다. 이렇게 제작된 본체(100)는 럭비공 형상, 골프공 형상, 테니스공 형상, 엠보싱 형상, 딤플 형상, 인형, 캐릭터, 광고물 형상 등으로 변형 제작될 수 있음은 물론이다.

여기서, 케이싱(120)은 가정용으로 본체(100)가 제작되는 경우, 샤워수 또는 직수를 방출시킬 수 있는 샤워캡(129)을 구비하고 있다.

또한, 케이싱(120)의 측벽 또는 바닥 중 어느 하나에는 센서부용 사이트창(128)이 배치되어 있어서, 사이트창(128)의 안쪽에 결합된 센서부(발광부, 수광부)로 하여금 물의 간섭 없이 오브젝트를 감지할 수 있도록 하고 있다.

여기서, 오브젝트는 사용자의 몸, 손, 물체, 객체 등을 포괄하는 의미로 사용한 것으로서, 발광부의 빛을 10% 정도 반사시킬 수 있는 어떠한 반사체가 다 포함된다.

또한, 커버 플레이트(110)의 상부에는 조임캡(101)과 나사결합되기 위해 중공형 나사돌출부 형상을 갖는 캡 결합부(111)가 일체형으로 형성되어 있다.

이런 캡 결합부(111)를 이용하여 본체(100)를 배관 부재(20)에 간단하고 용이하며 빠르게 장착시킬 수 있는 본체 장착방법을 설명하되, 예시적으로 연결호수나 통상의 절수기를 연결하도록, 끝단 내원주면에 암나사산을 형성하고 있는 타입의 배관 부재(20)를 기준으로 설명하도록 하겠다.

먼저, 사용자는 배관 부재(20) 끝단의 형태에 맞는 커넥터 조임캡(101)을 미리 배관 부재(20)의 외원주에 끼운다. 여기서, 커넥터 조임캡(101)과 커넥터(102)는 도면상에 그려진 것 이외에 통상적으로 공지 공용되고 있는 연결구 제품, 즉, 암놈형, 수놈형, 볼트형, 볼 척크(ball chuck)형, 나사 조임형, 쪼개진끼움쇠형(collet) 제품으로서, 배관 부재(20)의 형상과 결합방식에 대응하게 다양한 제품이 본 고안에서 사용 가능함은 물론이다.

사용자는 예컨대 숫나사산의 나사결합부위를 갖는 커넥터(102)를 배관 부재(20)의 끝단 내원주면의 암나사산 부위에 나사결합시킨다.

사용자는 이렇게 결합된 커넥터(102)와 커버 플레이트(110)의 캡 결합부(111)를 상호 일치하게 접촉시킨다.

사용자는 이후, 상기 끼워둔 커넥터 조임캡(101)을 캡 결합부(111)에 나사결합시킴으로써, 커넥터(102)와 캡 결합부(111)가 밀착되게 하여 배관 부재(20)에 본체(100)를 장착하는 과정을 마무리한다.

이하, 본체(100)의 내부 구성의 결합관계에 대해서 상세히 설명하도록 하겠다.

도 5를 참조하면, 커넥터 조임캡(101)은 수도꼭지에 대응한 규격을 갖는 것으로서, 상판 중심에 배관 부재(예 : 수도꼭지)용 삽입구멍을 형성한 마개 혹은 캡 형상을 갖는다. 그의 내원주면에는 캡 결합부(111)의 숫나사산에 대응한 암나사산이 형성되어 있다.

커넥터(102)는 커넥터 조임캡(101)의 하부에서 상기 결합구멍에 삽입 가능한 직경의 연결관이다. 이런 커넥터(102)는 관(또는 수도꼭지)에 결합 가능한 숫나사산 혹은 암나사산의 나사결합부위(102a)를 형성하고 있다. 커넥터(102)는 배관 부재에 나사결합될 때 사용하는 소정 공구(바이스, 렌치, 스페너 등)의 조임 부위와 면접촉할 수 있도록, 복수개의 평활면(102b)을 갖고 있다. 또한, 커넥터(102)는 상기 커넥터 조임캡(101)으로부터 조임력을 인가 받을 수 있게 하부 외원주면에 돌출형 테두리턱(102c)을 형성하고 있다.

커넥터 패킹(112)은 커넥터(102)의 하부에서 볼체크 밸브 조립체(190)의 밸브관(115) 상부에 끼워지는 부재이다.

커넥터 패킹(112)은 고무, 연질의 우레탄 혹은 통상의 패킹 재질로 형성된 중공형 형상을 갖되, 상기 테두리턱(102c)의 저면 혹은 밸브관(115)의 내부 단턱(도시 안됨)과 밀접하게 접촉하는 상부 테두리면과 하부 테두리면을 형성하고 있다. 커넥터 패킹(112)의 내경은 하기의 볼(113)보다 작은 직경을 갖고 있는 것이 바람직하다.

볼(113)은 구리, 스테인레스, 세라믹, 기타 강성이 뛰어난 재질로 이루어진 것 중, 그의 외표면이 매끈한 원구, 혹은 쇠구슬을 의미하는 것으로서, 커넥터 패킹(112)의 하부에서 볼체크 밸브 조립체(190)의 밸브관(115)의 내부에 존재한다. 볼(113)은 볼체크 밸브시트(114)의 내경인 밸브 관로(114a)를 개방 및 폐쇄시키는 역할을 담당한다.

볼체크 밸브시트(114)는 사각 단면 링형상 또는 중공형 형상을 갖고, 앞서 설명한 커넥터 패킹(112)과 동일한 소재이거나, 구리, 합금 등과 같이 작동축(134 : rod) 내지 볼(113)의 소재와 동일한 소재로 형성된 것이다. 볼체크 밸브시트(114)는 볼체크 밸브 조립체(190)의 밸브관(115) 중간 부분에 지름방향으로 소정 두께를 갖게 형성되어 있는 수평 격벽(115b)의 밸브시트 안착 부위(도시 안됨)에 삽착되어 있다.

밸브시트 안착 부위는 밸브관(115)의 축심을 기준으로 작동축(134) 쪽에 가깝게 편심되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 작동축(134)의 스트로크 거리를 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 밸브관(115)의 내경을 확장시킬 필요 없이 밸브관(115) 내부에 볼(113)의 구름 유격을 제공할 수 있게 된다.

이때, 볼체크 밸브시트(114)와 수평 격벽(115b)의 상면은 소정 높이(h) 만큼의 높이차이를 두고 있다. 즉, 볼체크 밸브시트(114)가 수평 격벽(115b)보다 소정 높이(h)만큼 아래에 배치되어 있다. 물론, 볼체크 밸브시트(114)가 수평 격벽(115b)의 상면은 동일한 레벨로 서로 일치하게 되는 것도 볼체크 개폐에는 아무런 지장이 없으나, 소정 높이(h) 차이를 둔 이유는 높이(h)에 대응한 위치에너지를 볼(113)의 복원력에 사용하기 위함이다.

이런 볼체크 밸브시트(114)의 밸브 관로(114a)는 기밀하게 상기 볼(114)을 안착시킬 수 있도록 모따기 가공되어 있을 수 있다.

볼체크 밸브 조립체(190)는 커버 플레이트(110)의 중심 또는 편심된 위치 상부에 캡 결합부(111)를 상향으로 돌출시키고 있고, 캡 결합부(111)의 연직하부로 커버 플레이트(110)의 저면에 밸브관(115)을 하향으로 돌출시키고 있는 것으로서, 밸브관(115)에 중공형 커넥터 패킹(112)과 볼(113)과 볼체크 밸브시트(114)를 결합시키고 있다.

이런 볼체크 밸브 조립체(190)는 관로 개폐 구동 조립체(191)에 의해서 그의 내부를 관통하게 지나가는 물의 유동을 선택적으로 제한하게 된다.

관로 개폐 구동 조립체(191)는 모터 브래킷(131)에서 기구적으로 왕복 직선운동하는 캠 슬라이더(133)와; 상기 캠 슬라이더(133)에 결합되고 상기 볼체크 밸브 조립체(190)의 로드 홀(117a : rod hole)에 기밀하게 삽입되어 상기 볼체크 밸브 조립체(190)의 밸브 개방에 필요한 구동력을 전달하는 작동축(134)과; 상기 캠 슬라이더(133)의 내부에서 접촉하면서 회전하는 제1캠을 갖는 다단 캠(132)과; 상기 다단 캠(132)에 기어축을 결합시킨 기어박스(139)와; 상기 기어박스(139)에 회전력을 제공하도록 결합된 모터(130)와; 상기 다단 캠(132)의 제2캠의 회전에 대응하여 스위치 신호값을 발생시키는 캠 스위치(135)와; 캠 스위치(135)의 스위치 신호값과 제어 팩터값에 대응하여 상기 모터의 구동을 제어하는 작동 제어회로가 회로적으로 구성된 PCB(200)을 포함한다.

본 설명에서 관로 개폐 구동 조립체(191)가 물의 유동을 선택적으로 제한한다는 의미는, 밸브 개방과 밸브 폐쇄 작동을 수행한다는 뜻이다.

볼(113)은 볼체크 밸브시트(114)를 안착시킨 수평 격벽과 커넥터 패킹(112)과 밸브관(115)의 내원주면에 둘러싸인 상태에서 밸브 관로(114a)를 개방시킬 수 있을 만큼의 유격을 갖고, 어떠한 탄성 지지부재와 결합하지 않은 상태에서 단순히 놓여 있는 볼체크 밸브 구조를 갖는다. 이런 점은 통상의 체크 밸브, 볼을 이용하여 관로를 개폐하는 방식과 다른 기계적 결합 구조를 갖는다. 즉, 통상의 체크 밸브는 수압이 인가되는 반대 방향에서 관로를 막고 있되, 스프링 등과 같은 탄성, 탄지 수단에 의해 지지되어 있고, 관로의 축방향으로 움직이도록 기계적으로 결합되어 있다.

이와 비교적인 본 고안에서의 볼체크 밸브 구조는 커넥터 패킹(112) 쪽에서볼체크 밸브시트(114) 쪽으로 수압이 작용하고 있다는 것을 가정한다. 이는 앞서 언급한 체크 밸브의 볼과 정 반대의 위치에 볼(113)이 존재하게 된다. 이런 볼(113)은 수압을 뒤쪽에서 받은 후, 볼체크 밸브시트(114)의 내경인 밸브 관로를 폐쇄시킨다. 이후, 모터(130)와 캠 슬라이더(133)의 직진 구동력을 전달받은 로드 형상의 작동축(134)이 그의 축방향으로 유한한 스트로크 거리 내에서 직진 운동하면, 작동축(134)의 끝단에 접촉된 볼(113)을 밀어내게 된다. 이렇게 밀려진 볼(113)은 상기 작동축(134)의 유한한 스트로크 거리 혹은 상기 언급한 볼(113)의 유격만큼 굴러가면서, 결과적으로 볼체크 밸브시트(114)의 밸브 관로(114a)를 개방시킨다. 이와 반대로, 상기 직진 운동하였던 작동축(134)이 모터(130)와 캠 슬라이더(133)의 후진 구동력을 전달받아 후진 운동을 할 경우, 상기 볼(113)이 상기 수압에 의해 원래의 위치로 복원되어서, 결과적으로 볼체크 밸브시트(114)의 밸브 관로(114a)를 폐쇄시킨다.

여기서, 캠 슬라이더(133)에서 발생되는 구동력의 크기는 0.2kgf이다.

대한민국의 경우, 통상의 가정용 배관 부재에 인가되는 수압의 크기는 7∼7.5kg/㎠일 때, 볼(113)을 상기 볼체크 밸브시트(114)의 밸브 관로(114a)에서 개방시키는데 필요한 구동력은 최대 0.2㎏f 정도면 충분하다.

또한, 본 고안에서는 모터(130)의 회전력을 저속도, 고토크에 대응하는 구동력에 의한 직선 왕복운동으로 변환시켜줄 기계적 밸브 메커니즘이 요구된다.

이를 위해서, 볼체크 밸브 조립체(190)의 밸브관(115)의 외측부위에는 'H'자 형상의 작동축 브래킷(117)이 형성되어 있다. 작동축 브래킷(117)의 중앙에는 밸브관(115)의 축방향과 수직하는 방향으로 작동축(134)을 결합시킬 수 있는 로드 홀(117a)이 관통되어 있다. 로드 홀(117a)의 직경은 복수개의 오링(117b)과 스토퍼링(117c)을 끼운 상태의 작동축(134)이 수밀을 유지한 상태에서 왕복 이동할 수 있는 정도의 크기를 갖는다. 여기서, 스토퍼링(117c)은 통상의 로드의 외원주에 형성된 핀홈에 체결되는 이형키, 이형핀, 스토퍼 디스크 중 어느 하나를 의미한다.

이런 작동축(134)은 하기에 단면도들을 통해서 상세히 설명할 바와 같이 캠 슬라이더(133)의 외측면 중앙에 결합된다. 이때, 작동축(134)과 캠 슬라이더(133)는 같은 축방향으로 배열된다(예 : 작동축의 축방향).

다단 캠(132)은 제1캠(132a)과 제2캠(132b)으로 이루어져 있다.

제1캠(132a)은 그의 편심 위치에 축 결합구멍을 형성하고 있는 원판 캠으로서, 회전 중심이 편심 위치에 존재함에 따라서, 회전 중심을 지나는 가상선상에 장축 거리 부위와 단축 거리 부위를 갖는다.

이런 제1캠(132a)은 원절(原節)과 같은 역할을 하고, 자신의 회전에 의해서 모터 브래킷(131)의 가이드면(131a)과 일자형 가이드턱(119)에 의해 직선방향으로 이동 가능하게 구속되어 있는 종절(從節)인 캠 슬라이더(133)를 직선 왕복 운동시키는 역할을 담당한다.

제2캠(132b)은 그의 축심 위치에 축 결합구멍을 형성한 것으로서, 상대적으로 직경이 작은 내부 원과 상대적으로 직경이 큰 외부 원의 사이에 돌출 형상과 함몰 형상을 갖고, 기계적인 어떠한 스위치 센서, 예컨대 리미트 스위치, 홀 센서 등과 같은 캠 스위치(135)를 온/오프시켜서, 결과적으로 캠 스위치(135)의 스위치 열림과 스위치 닫힘의 상태를 반복적으로 구현하는 역할을 한다. 제2캠(132b)의 돌출 형상은, 예컨대 160∼190°각도 범위 내와 같이, 소정의 펼침 각도 범위 내에서 유한한 돌출 거리와 원호 형상을 갖는다. 특히 펼침 각도 범위는 캠 스위치(135)에서 피봇 결합된 센서핀(135a)의 배치 경사 각도나 캠 스위치(135)의 규격 내지 설치 위치에 따라 정해진다.

제1캠(132a)과 제2캠(132b)은 기어축이 끼워지는 축 결합구멍을 일치시킨 후 두께방향으로 적층되어 있다. 여기서, 제1캠(132a)의 장축 거리 부위를 가로방향의 가상선상에 일치시켰다고 가정할 때 거의 90°에 가까운 수직 방향을 기준으로 우측에 제2캠(132b)의 돌출 형상이 배열되고 좌측에 함몰 형상이 배열되도록 되어 있다.

캠 슬라이더(133)는 다단 캠(132)의 제1캠(132a)의 회전력을 직선 왕복력으로 변환시켜주는 일종의 슬라이딩 작동을 위한 프레임으로서, PVC, ABS, HDPE, PET 등과 같은 수지 계열 소재로 사출성형된다.

캠 슬라이더(133)는 제1캠(132a)의 두께에 대응한 두께를 갖는 라운드 사각 링형상의 테두리(133a)를 갖고 있고, 그의 안쪽에서 상하방향으로 연결된 격판(133b)을 일체형으로 구비한다. 제1캠(132a)은 라운드 사각 링형상의 테두리(133a)의 내표면 및 격판(133b)의 내표면과 선접촉 내지 면접촉 한다. 이는 당점 등에서 점접촉하는 것에 비해 힘의 전달 효율이 매우 뛰어난 효과가 있다.

그리고, 작동축(134)의 일측 끝단은 라운드 사각 링형상의 테두리(133a)에 관통하게 끼워진 후, 라운드 사각 링형상의 테두리(133a)와 격판(133b)의 사이에서스냅링으로 결합된다. 이런 결합관계에 따라서, 작동축(134)은 그의 축방향을 기준으로 상기 스냅링의 결합 위치와 상기 격판(133b)의 사이 거리만큼 유격을 갖게 되고, 이에 따라서 작동축(134)으로 볼(113)을 밀어내거나 볼(113)이 작동축(134)에 부딪혀 충격이 발생되더라도, 직접적으로 제1캠(132a)에 전달되지 않는다. 즉, 1차적으로 상기 스냅링이 결합된 부위에서 충격이 흡수되고, 2차적으로 라운드 사각 링형상의 테두리(133a)의 탄성력에 의해 충격이 흡수된다. 이런 충격 흡수 구조는 더욱더 제1캠(132a)과 캠 슬라이더(133)의 격판(133b)과의 선접촉 및 면접촉을 안정적으로 유지시켜 주는 핵심 기술임과 동시에 작동축(134)의 조립성을 개선하는 특장점이 있다.

한편, 다단 캠(132)은 제1캠(132a)의 두께 방향으로 제2캠(132b)을 일체형으로 적층시키되, 캠 슬라이더(133)에 간섭을 일으키지 않는 소정 위치에 배열시키고 있다.

모터(130)는 직류 3V 혹은 6V의 전압을 갖는 소형, 휴대형 전원, 즉 배터리의 전원으로 회전력을 발생시키되, 회전수 8,000∼10,000rpm 정도의 소형 모터이거나, 기타 초음파 모터, 기어드 모터 등이 본 고안에서 변형예로서 사용 가능하다. 모터(130)의 회전축이 위치한 부위에는 기어박스(139)가 결합되어 있다. 기어박스(139)의 감속비는 300 : 1 정도이다. 결국 모터(130)는 기어박스(139)의 기어축을 분당 100에서 120rpm 정도로 회전시키면서, 0.3초 이내에 0.2kgf 정도의 구동력[여기서, 구동력은 작동축(134)을 전진시키는 힘 또는 후진시키는 힘 중 어느 하나임]을 발생시키게 된다. 본 고안의 구동력은 종래 기술의 다이아프램과 핀의결합관계에서 복원력을 다이아프램에 의존하던 점과 달리, 캠 슬라이더(133)의 전진시에도 모터(130)의 구동력이 작동축(134)에 직접 전달되고, 또한 후진시에도 모터(130)의 구동력이 작동축(134)에 직접 전달되는 기구적 특징을 갖고 있다.

이런 특징에 의해서 본 고안은 기존의 볼체크 형식의 밸브 구조와 달리 유로를 강제적으로 신속히 개폐하더라도 밸브 해머 현상이 일어나지 않게 된다.

기어박스(139)는 고정볼트를 통해 모터 브래킷(131)에 결합된다. 기어박스(139)의 내부에는 감속 기어열(도시 안됨)이 모터(130)의 회전축과 같은 방향으로 병렬로 배열되어 있다. 이런 기어박스(139)는 웜기어 등에 비해 힘전달이 상대적으로 매우 좋고 잔고장이 없으며, 기어축을 지지하는 구조를 쉽게 형성할 수 있는 콤팩트하면서도 심플한 결합구조를 제공한다.

모터 브래킷(131)은, 상기 작동축(134)의 축방향과 일치하게 배열되고, 고정볼트에 의해서 볼체크 밸브 조립체(190)의 커버 플레이트(110)의 저면에 직립적으로 결합된다.

이런 상태에서, 기어박스(139)의 기어축에는 다단 캠(132)이 결합된다. 다단 캠(132)의 결합상태는 접착이나 볼트 조임 방식 또는 통상의 기어 고정 방식에 의해서 고정된다.

이후, 라운드 사각 링형상의 테두리(133a)의 내표면과 격판(133b)의 내표면이 제1캠(132a)의 소정표면에 접촉하도록, 캠 슬라이더(133)는 다단 캠(132)에 결합된다.

특히, 상기 작동축(134)의 축방향을 기준으로 커버 플레이트(110)의 저면에는 일자형 가이드턱(119)이 형성되어 있다. 가이드턱(119)은 모터 브래킷(131)의 가이드면(131a)에 안착될 캠 슬라이더(133)를 상기 작동축(134)의 축방향으로 가이딩 하는 역할을 담당한다.

모터 브래킷(131)은 가이드면(131a)의 측변에서 직각 하향으로 절곡된 스위치 장착대(131b)를 형성하고 있다.

스위치 장착대(131b)에는 캠 스위치(135)를 상기 가이드면(131a)의 위치보다 약간 높게 결합시킬 수 있는 복수개의 볼트 체결구멍들이 형성되어 있다.

캠 스위치(135)는 기계적 또는 전기적 센서로서 온/오프 신호에 따라 0과 1의 스위치 신호값을 작동 제어회로의 마이크로컨트롤러에게 제공한다. 캠 스위치(135)는 고정볼트와 상기 볼트 체결구멍을 통해서 스위치 장착대(131b)에 결합되며, 이때 캠 스위치(135)의 상부가 상기 가이드면(131a)의 위치보다 약간 높게 돌출된다. 결과적으로 캠 슬라이더(133)는 앞서 언급한 가이드턱(119)과 캠 스위치(135)의 상부의 외측면에 의해서 슬라이딩 방향으로만 이동할 수 있게 구속된다.

한편, 볼체크 밸브 조립체(190)의 커버 플레이트(110) 저면과 모터(130)의 사이공간에는 작동 제어회로용 PCB(200)가 배열된다. PCB(200)는 일반적인 기판형 PCB와 연성형 FPCB 모두 사용 가능하고, 후크 방식, 접착 방식, 볼트 조임 방식 중 어느 하나의 방식으로 상기 커버 플레이트(110)의 저면에 고정된다.

커버 플레이트(110)의 저면 외곽에는 케이싱(120)의 내부 형상에 대응하는 결합단턱(110a)과 오링 안착용 홈(110b)이 형성되어 있다.

또한, 밸브관(115)의 하단에도 다른 오링 안착용 홈(115a)이 형성되어 있다.

이들 오링 안착용 홈(110b, 115a)에는 홈의 크기에 대응하여 기밀한 수밀 상태를 유지할 수 있는 오링(140, 141)이 각각 결합된다.

배터리 케이스(150)는 케이싱(120)의 바닥에 안착되고, 전선을 통해 작동 제어회로용 PCB(200)의 전원 포트에 전기적으로 접속되어 있다.

본 실시예에서 배터리 케이스(150)는 AAA형 1.5V 배터리 4개를 직렬로 연결시킬 수 있는 것이다.

커버 플레이트(110) 또는 케이싱(120)은 그의 측벽 혹은 바닥 중 어느 하나에 사이트창(128)을 안착시킬 수 있게 단턱을 형성하면서 관통되어 있는 창 안착부위(도시 안됨)를 형성하고 있다. 또한, 케이싱(120)은 다른 외표면쪽에 푸시버튼(도시 안됨)을 장착시킬 수 있는 결합공을 형성하고 있다. 여기서, 푸시버튼은 전선을 통해서 앞서 언급한 PCB(200)의 푸시 버튼 포트에 전기적으로 결합되어 있다.

케이싱(120) 바닥의 외표면에는 샤워캡(129)을 안착시키기 위해서 환형의 단턱(122)이 돌출되어 있다.

환형의 단턱(122)의 안쪽 중에서, 상기 밸브관(115)의 축심과 일치하는 부위에는 밸브관(115)의 하단의 직경과 일치하는 직경의 직수구멍(123)이 형성되어 있다.

사용자가 샤워캡(129)을 케이싱(120)의 바닥에 나사결합방식, 턱/홈 억지끼움 결합방식 등의 통상의 결합방식으로 결합시킬 때, 샤워수를 분사시킬 수 있고, 이와 반면, 인위적으로 샤워캡(129)을 제거할 경우 직수를 토출시킬 수 있다.

또한, 본 고안에서는 부가적으로 커넥터(102)의 관 외측 부위 내지 관 내측 부위와, 커넥터 패킹(112)의 관 외측 부위 내지 관 내측 부위 중 어느 하나의 부위에는 물을 정류시키거나 이물질을 제거하기 위한 제1메시(107, 108 : mesh)가 통상의 관내에 홈에 결합되거나, 제1메시(107, 108)의 테두리 플라스틱 부위를 초음파 융착방식에 의해 커넥터 패킹(112)에 부착시키는 통상의 고정 방식으로 장착될 수 있다.

또한, 밸브관(107)의 하부 끝단의 관 외측 부위 내지 관 내측 부위에는 토출되는 물에 기포를 발생시키기 위한 제2메시(109)가 상기 제1메시(107, 108)와 동일한 방식으로 더 장착될 수 있음은 물론이다.

커버 플레이트(110)의 저면에는 밸브관(115)과 동일한 축방향으로 연장되고 밸브관(115)의 측면 부위에 적어도 하나 혹은 복수개의 고정축(116)이 형성되어 있다.

고정축(116)은 그의 하단 끝면에 형성된 케이싱 고정 볼트 구멍에 케이싱(120) 바닥을 통해 삽입된 소정의 고정 볼트가 체결됨으로써, 커버 플레이트(110)와 케이싱(120)이 밀폐 고정되도록 결합력을 발생시킨다.

도 6과 같이 관로 개폐 구동 조립체(191)와 볼체크 밸브 조립체(190)가 결합된 본 고안의 본체(100)에서는, 물이 커넥터(102)를 통해 밸브관(115)의 내부로 공급되지 않을 경우, 볼(113)은 볼체크 밸브시트(114)와 커넥터 패킹(112)과 밸브관(115)의 내원주면에 의해 형성되는 볼 위치 공간 안에서 자유롭게 흔들릴 수 있다.

그러나, 본체(100)가 배관 부재에 장착된 후, 급수가 되어 물이 밸브관(115)의 내부로 유입될 때, 볼 위치 공간에 있던 볼(113)은 상부에서 입수되는 물의 수압에 의해서 볼체크 밸브시트(114)의 축심에 구심을 일치시킨 상태로 위치하고, 볼체크 밸브시트(114)의 밸브 관로(114a)를 폐쇄시킨 상태로 존재하는 초기 상태를 유지한다.

작동축 브래킷(117)의 로드 홀(117a)은 밸브관(115)과 관통하는 측부위에 환형의 오링 고정턱(117d)을 형성하고 있고, 복수개의 오링(117b)이 밸브관(115) 쪽으로 빠져나가는 것을 구속시킨다. 물론, 복수개의 오링(117b)들은 앞서 언급한 바와 같은 스토퍼링(117c)에 의해서 캠 슬라이더(133) 쪽으로 빠져나가는 것을 구속시킨다.

이하, 도 7a와 도 7b를 통해서 볼체크 밸브 조립체(190)의 작동방법을 설명함과 동시에, 도 8a와 도 8b를 통해서 다단 캠(132)의 제2캠(132b)과 캠 스위치(135)의 작동방법을 설명하고자 한다.

본 고안의 설명에서 반복적으로 설명되는, ① 밸브 개방, ② 밸브 폐쇄, ③ 스위치 열림, ④ 스위치 닫힘에 대해서 정의하면 하기와 같다.

① 밸브 개방이란, 볼체크 밸브 조립체(190)에서 볼(113)이 작동축(134)에 의해 옆으로 밀리거나 굴러가서 볼체크 밸브시트(114)의 밸브 관로(114a)가 개방되어, 결과적으로 물이 밸브관(115)을 통과하는 상태를 의미하고,

② 밸브 폐쇄란, 볼체크 밸브 조립체(190)에서 작동축(134)이 원위치할 때, 볼(113)이 수압에 의해 압력이 가장 낮은 볼체크 밸브시트(114)의 밸브 관로(114a)쪽으로 굴러가서 밸브 관로(114a)가 폐쇄되어, 결과적으로 물이 밸브관(115)을 통과하지 못하게 되는 상태를 의미하고,

③ 스위치 열림이란, 다단 캠(132)의 제2캠(132b)이 그의 함몰 형상에 의해서 캠 스위치(135)의 센서핀(135a)을 가압하지 않고, 결과적으로 센서핀(135a)이 컨택트 플런저(135b)를 누르지 않아 전기적으로 풀업 상태(Pull-UP status)가 되고, 마이크로컨트롤러가 상기 풀업 상태에 대응한 전기적 위상 변화값인 소정의 스위치 신호값(예 : 1값)을 읽어올 수 있는 상태를 의미한다.

④ 스위치 닫힘이란, 다단 캠(132)의 제2캠(132b)이 그의 돌출 형상에 의해서 캠 스위치(135)의 센서핀(135a)을 가압하고, 결과적으로 센서핀(135a)이 컨택트 플런저(135b)를 누르기 때문에, 전류가 그라운드(GND)로 흐르는 상태가 되고, 마이크로컨트롤러가 상기 그라운드로 흐르는 상태에 대응한 전기적 위상 변화값인 소정의 스위치 신호값(예 : 0값)을 읽어올 수 있는 상태를 의미한다.

먼저, 사용자는 본체(100)를 분해시켜서 케이싱(120) 내부에 배터리를 장착함으로서, 작동 제어회로에 전원이 인가되도록 한다. 사용자는 본체(100)를 결합시켜서 수도꼭지 등에 본체(100)를 앞서 설명한 바와 같은 방식으로 설치한다.

작동 제어회로는 배터리 전원에 의해서 하기에 상세히 설명할 바와 같은 제어 알고리듬에 따라 작동을 시작한다.

사용자는 푸시버튼을 반복적으로 눌러서 작동 모드(mode)를 선택한다.

예컨대, 작동 제어회로는 푸시버튼을 수초 동안(3초간 계속해서) 누를 경우 초기화 상태가 되고, 6초간 계속해서 누를 경우 '작동 시간 제한 세팅 모드'로 들어가도록 되어 있다(이러한 기술은 통상의 모드 입력 방식과 동일함으로 상세한 설명은 생략한다). 초기화 상태에서 사용자가 한 번 누를 경우 '작동 모드 1'이 되고, 두 번 누를 경우 '작동 모드 2'가 된다.

'작동모드 1'은, 오브젝트가 센서부 전방의 감지 가능한 범위 내에 있으면 밸브 개방이고, 없으면 밸브 폐쇄로 작동하는 모드이다.

'작동 모드 2'는 오브젝트를 한 번 감지하면 밸브 개방 상태를 유지하고, 다시 한 번 감지하면 밸브 개방 상태에서 밸브 폐쇄 상태로 작동하는 모드이다. 다만, '작동 모드 2'는 무한정 밸브 개방 상태를 유지하는 것이 아니라, 하기의 '작동 시간 제한 세팅 모드'에서 설정한 세팅 시간(예 : 10초, 30초, 또는 60초) 동안만 밸브 개방을 유지한다. '작동 모드 2'의 초기값은 10초로 세팅되어 있다.

'작동 시간 제한 세팅 모드'는 푸시버튼의 누름 회수에 따라 각각 10초, 30초, 60초를 무한 루프 방식으로 선택할 수 있는 모드이다.

예를 들어, '작동 모드 2'를 선택한 경우의 작동방법을 설명하면 하기와 같다.

도 7a 또는 도 8a와 같이, 본 고안에서는 초기 작동 상태일 때, 스위치 열림(밸브 폐쇄) 상태를 유지하여 작동 대기 상태가 된다. 작동 대기 상태 또는 밸브 폐쇄일 때, 캠 슬라이더(133)는 후진 상태[여기서, 제1캠(132a)의 장축 거리 부위가 작동축(134)의 반대쪽으로 향하고 있음]이고, 볼(113)은 볼체크 밸브시트(114)의 밸브 관로(114a)를 수압과 자중 및 형상에 의해 막고 있어서, 결과적으로 물이 나오지 않게 된다.

이후, 오브젝트가 케이싱(120)의 사이트창의 전방에 비접촉식으로 근접된 후 멀리 위치되거나, 또는 계속 근접되어 있는 경우, 사이트창 이면에 위치한 센서부(수광부)는 오브젝트 감지에 따라 생성한 일종의 클럭 신호와 같은 풀업 신호를 작동 제어회로의 마이크로컨트롤러에 입력시킨다. 물론, 작동 제어회로의 마이크로컨트롤러는 센서부(수광부)에 오브젝트가 감지되지 않을 때, 수광부 포트로부터 그라운드 신호를 입력 받게된다.

이후, 마이크로컨트롤러는 센서부(수광부 또는 수광부 포트)로부터 입력되는 풀업 신호 또는 그라운드 신호, 프로그램 메모리의 레지스터에서 기록되는 제어 팩터값(Vs), 캠 스위치(캠 스위치 포트)에서 읽어온 스위치 신호값을 기준으로 모터 구동을 제어한다. 예컨대, 캠 스위치 포트로부터 읽어온(스캔한) 스위치 신호값이 1값에서 0값 또는 0값에서 1값로 변화되는 각각의 시점을 기준으로 마이크로컨트롤러는 모터를 구동시키거나 정지시킬 수 있다.

따라서, 도 7b 또는 도 8b와 같이 캠 슬라이더(133)는 전진 상태[여기서, 제1캠(132a)의 장축 거리 부위가 작동축(134) 쪽으로 향하고 있음]이다. 그리고, 작동축(134)에 의해 옆으로 밀려진 만큼 굴러간 볼(113)에 의해서, 볼체크 밸브시트(114)의 밸브 관로(114a)가 개방되고, 결과적으로 물이 나오게 된다.

이후, 오브젝트의 감지에 따라 풀업 신호가 작동 제어회로에 다시 입력되거나, '작동 시간 제한 세팅 모드'에서 설정한 소정의 세팅 시간을 넘는 시점에서, 마이크로컨트롤러는 모터 구동을 제어하여, 도 7b 또는 도 8b와 같은 밸브 폐쇄(스위치 열림) 상태로 돌아간다.

본 고안의 설명에서 '작동 모드 1'도 '작동 모드 2'와 유사함으로써, 그의 작동설명은 생략된다.

이하, 도 9에 도시된 바와 같은 PCB(200) 상에 구현된 본 고안에 따른 작동 제어회로에 대해서 상세히 설명하도록 하겠다.

본 고안의 PCB(200)는 직경 70㎜의 케이싱 내부에 장착되어야 하는 소형이므로, 모든 소자가 SMD(Surface Mounted Device) 타입으로 구성되어 있다.

센서부는 오브젝트(40) 등을 감지하는 것으로서, 적외선 발광다이오드(IRED : Infra Red Emitting Diode, 예 : 제품명 EL-7L, EL-1L1, EL-1CL3, EL-1KL3)와 같은 발광부(280)와, 상기 발광부(280)의 빛이 반사되어 돌아오는 양을 감지하는 포토 티알(PD, Photo Diode 또는 Photo Tr, 예 : 제품명 ST-7L, ST-1CL3H, ST-1KLB)과 같은 수광부(290)를 포함한다.

센서부의 발광부(280)는 발광부 구동회로(290)에 접속되며, 발광부 구동회로(290)는 마이크로컨트롤러(240)에 결합되어, 프로그램된 제어 알고리듬에 따라 빛(예 : 적외선)을 발광하도록 되어 있다. 특히, 적외선 발광 다이오드 EL-1L1은 본 고안의 발광부(280)에 적합하게, 가격이 저렴하면서도 적외선 발광 다이오드로서 갖추어야 할 방사 강도와 직진성 등의 특성값이 매우 우수하다.

발광부 구동회로(290)는 수광 및 발광 겸용 모듈인 GL3276 칩(드라이버)을 사용할 수 있으나, 소모 전력을 고려하여 본 고안에서는 통상의 정전류 구동회로, 또는 저항 부하 구동회로(트랜지스터의 컬렉터를 발광부(280)와 저항에 직렬로 연결하고, 트랜지스터의 베이스를 마이크로컨트롤러(240)에 접속시킨 것) 중 어느 하나 인 것이 바람직하다.

센서부의 수광부(210)는 풀업 신호 정류용 필터(220)와 정류 신호 증폭용 앰프(230)를 통해서 마이크로컨트롤러(240)에 결합되어 있다. 수광부(210)는 반사된 빛을 수광하여 풀업 신호로 변환시키고, 그 풀업 신호를 마이크로컨트롤러(230)에게 전달하도록 회로적으로 구성되어 있다. 특히, 수광부(210)는 직류 회로에 따라 외란에 약하므로, 수광부(210)에서 직접 수광되는 빛을 제외한 다른 외부의 빛을 차단시키기 위해 검은 수축 튜브로 감싸져 있다.

센서부의 회로 기술은 공지 공용되는 기술을 본 고안에서 사용하고 있는 바, 그의 상세한 설명에서는 생략한다.

한편, 마이크로컨트롤러(240)는 제품명 PIC12C508A 칩으로서, 12-bit 아키텍쳐 패밀리, 명령 수행 속도 1마이크로세컨드(㎲), 33개에서 35개의 명령어, 프로그램 메모리 512Bytes, DATA RAM 25Bytes, 포트 6개, 타이머 1개, 와치독타이머 1개, 내부 oscillator 등의 사양을 갖는다.

마이크로컨트롤러(240)는 가변제어기능과, 거리제어기능을 프리 세팅할 수 있도록 별도의 소정 프로그램 알고리듬을 프로그램 메모리에 더 기록 저장하고 있다.

또한, 본 고안에서는, 강제(자동) 종료 시점을 판단하는 시간값을 위한 타이머가 세팅 시간까지 내부 작동 시간 또는 대기 시간을 카운드하려는 목적으로 사용되고, 절전을 위해서 밸브 개방 또는 밸브 폐쇄하는 시간 간격을 스캔하여 소모 전력을 최소화시키기 위한 목적으로 와치독타이머(WDT : Watch Dog Timer)가 사용된다.

마이크로컨트롤러(240)는 프로세서와 같은 컨트롤 제어기와 프로그램 메모리를 원칩 형태로 구비한 것으로서, 프로그램 메모리에 하기에 상세히 설명할 제어 알고리듬을 기억 저장하고 있다.

마이크로컨트롤러(240)에는 휴대형으로서 해당 전압의 직류 전원(250)이 결합되어 있고, 모터(130)에 접속된 모터 구동회로(260)가 회로적으로 결합되어 있다.

모터 구동회로(260)는 통상적인 서버 모터 제어용 L293B 칩 등을 사용하여, 모터 속도, 회전 방향(정방향, 역방향)을 제어할 수 도 있으나, 본 고안에서는 경량화와 경제성의 관점에서, 단순히 마이크로컨트롤러(240)로부터 모터 구동 신호가 입력될 때, 전원(250)의 VCC를 모터(130)에 통전시켜서 모터(130)가 회전되도록 하고, 마이크로컨트롤러(240)로부터 모터 정지 신호가 입력될 때, 모터(130)에 공급되는 전원(250)을 단속하여 모터(130)가 정지되도록 다이오드(역전류 방지), 콘덴서(초기 구동 축전), 저항 소자를 회로적으로 구성한 것이다.

또한, 캠 스위치(135)와 푸시버튼(270)이 마이크로컨트롤러(240)에 회로적으로 결합되어 있다. 본 고안에서 회로적으로 결합되어 있다는 의미는, PCB(200)의 인터페이스인 해당 포트[전원 포트, 푸시 버튼 포트, 캠 스위치 포트, 센서부 포트(수광부 포트, 발광부 포트를 포함), 여분의 포트]에 캠 스위치(135), 푸시버튼(270), 수광부(230), 발광부(280), 전원(250) 등과 같은 소자들이 전기적으로 결합된 후, 상기 해당 포트에 대응하게 결합된 마이크로 프로세서(240)에 의해 상기소자들의 작동이 제어될 수 있도록 구성되어 있음을 의미한다.

특히, 캠 스위치(135)와 연결된 캠 스위치 포트는 마이크로컨트롤러의 소정 포트에 풀업과 그라운드로 연결되어 있다. 따라서, 캠 스위치가 스위치 열림(ON) 상태일 때 풀업이 되어 1값이 되고, 캠 스위치가 스위치 닫힘(OFF) 상태일 때 그라운드와 연결되어 0값이 된다.

이하, 본 고안의 절전형 전자감응식 절수기의 제어 알고리듬에 대해서 설명하도록 하겠다.

도 10a, 도 10b, 도 11, 도 12에 도시된 바와 같이, 본 고안의 PCB에 전원이 인가되며, 작동 제어회로는 작동 대기 상태가 된다.

도 10a를 참조하면, 마이크로컨트롤러는 작동 대기 상태에서 사용자가 푸시버튼 누르는 회수에 대응하여서, '작동 모드 1, 2'를 수행하여 원하는 작동 모드를 선택하거나, '작동 시간 제한 세팅 모드'에서 세팅 시간(10초, 30초, 60초 중 어느 하나)을 선택한다(S10).

이하, 작동 모드 2를 기준으로 설명하면 다음과 같다.

마이크로컨트롤러는 프로그램 메모리(레지스터)에 저장된 작동 관련 데이터를 초기화하고, 미리 기억된(세팅된) 초기 설정을 한다(S11). 여기서, 초기 설정 단계에서 사용되는 데이터는, 제어 팩터값(Vs)인 0값, 각종 마이크로컨트롤러의 세팅값, 와치독타이머의 분주비 등이 있다.

제어 팩터값(Vs)인 0값을 제외한 모든 데이터는 초기 설정을 수행할 때마다 초기화되어 재 입력되나, 오직 제어 팩터값(Vs)인 0값만은 배터리 장착 후 최초 설정 단계에서 프로그램 메모리의 레지스터에 입력된다.

참고적으로, 상기 프로그램 메모리의 레지스터에 입력된 제어 팩터값(Vs)은 도 10b에서 설명될 바와 같이 밸브 개방 단계(S100)와 밸브 폐쇄 단계(S200)를 수행할 때마다, 마이크로컨트롤러에 의해서 강제적으로 0값에서 1값으로 갱신(Set Vs)되거나, 또는 오브젝트를 감지하지 못할 때마다 강제적으로 삭제되어 0값이 된다.

마이크로컨트롤러는 최초 전원 투입 유무를 판단한다(S12). 왜냐면, 슬립 모드에서 소정 작동 모드로 돌아왔을 때 캠 스위치 열림 체크 단계(S13)를 패스 할 것인지 아닌지 판단하기 위함이다.

마이크로컨트롤러는 캠 스위치 열림 체크 단계(S13)를 수행할 때, 캠 스위치 포트로부터 스위치 신호값을 읽어온다. 이때, 읽어온 스위치 신호값이 0값인 경우 스위치 열림(밸브 폐쇄)으로 판단하고, 이와 반대로 스위치 신호값이 1값인 경우 스위치 닫힘(밸브 개방)으로 판단한다.

이후, 마이크로컨트롤러는 캠 스위치 열림 체크 단계(S13)에서 캠 스위치가 열림 상태(밸브 폐쇄)일 때 메인 프로세싱(S20)을 수행하고, 캠 스위치가 닫힘 상태(밸브 개방)일 때 도 12에서 설명할 밸브 폐쇄 단계(S200)를 수행한다.

이후, 마이크로컨트롤러는 밸브 폐쇄인 초기 작동 상태에서 메인 프로세싱을 시작하게 된다(S20).

상기 'S20' 단계인 메인 프로세싱에서, 마이크로컨트롤러는 발광부를 온 시켜서 주기적으로 발광을 한다(S21).

마이크로컨트롤러는 수광부로 하여금 상기 발광부의 발광에 반응하여 흡수한 빛에너지량에 대응한 전류량을 감지케 하고, 이후 수광부로부터 입력/정류/증폭된 풀업 신호의 유무를 체크하여 오브젝트가 감지되었는지 판단한다(S22).

마이크로컨트롤러는 센서부의 수광부로부터 풀업 신호를 입력받을 경우, 오브젝트를 감지한 것으로 판단하여 도 10b에 도시된 바와 같은 '원문자 1'과 같은 밸브 제어 단계를 수행한다.

이와 반면, 마이크로컨트롤러는 센서부의 수광부로부터 그라운드 신호를 입력받을 경우, 상기 프로그램 메모리의 레지스터에 입력되어 있던 제어 팩터값(Vs)을 삭제한다(S23).

또한, 마이크로컨트롤러는 캠 스위치 포트로부터 읽어온 스위치 신호값을 기준으로 캠 스위치 닫힘 체크 단계를 수행한다(S24).

여기서, 마이크로컨트롤러는 캠 스위치 포트에서 읽어온 스위치 신호값이 0값(스위치 닫힘 혹은 밸브 열림)일 경우, 타이머로 하여금 상기 세팅 시간까지 시간(값)을 정량적으로 카운트한다(S25). 이때, 타이머가 카운트한 시간값이 상기 세팅 시간을 넘었을 때만(S26), 마이크로컨트롤러는 밸브 폐쇄 단계(S200)를 수행한다.

그러나, 마이크로컨트롤러는 캠 스위치 포트에서 읽어온 스위치 신호값이 1값(스위치 닫힘, 즉 밸브 열림)일 경우, 타이머 카운트 단계(S25), 카운트한 시간값이 세팅 시간을 넘었는지 체크하는 단계(S26), 밸브 폐쇄 단계(S200)를 모두 패스한 후, 타이머의 시간값을 삭제한다(S27).

또한, 마이크로컨트롤러는 카운트한 시간값이 세팅 시간을 넘지 않았을 때, 밸브 폐쇄 단계(S200)와 타이머 시간값 삭제 단계(S27)를 패스하여 슬립 모드로 들어간다(S28).

물론, 마이크로컨트롤러는 상기 타이머의 시간값을 삭제하는 단계(S27) 이후에도 슬립 모드로 들어간다.

슬립 모드 상태에서 마이크로컨트롤러는 초기 설정값 중 와치독타이머의 분주비에 대응하는 짧은 시간(예 : 288msec)동안 슬립 모드를 유지하다가, 다시 작동 모드로 복귀한다(S29, S30). 여기서, 해당 작동 모드로 복귀하는 시점에서 슬립 모드로 들어가는 시점까지의 작동 모드 유지 시간은 매우 짧은 시간(예 : 2msec)이다. 결국, 본 고안에서의 마이크로컨트롤러는 상대적으로 긴 시간동안의 슬립 모드와 상대적으로 짧은 시간동안 작동 모드를 주기적으로 반복함으로써, 사람이 느끼기에는 계속 작동하는 것처럼 인식시키고, 회로 내부에서는 전력 소모를 최소화시키고 있다.

한편, 마이크로컨트롤러는 오브젝트 감지 판단 단계(S22)에서, 센서부의 수광부로부터 풀업 신호를 입력받은 경우, 도 10b에 도시된 바와 같은 '원문자 1'의 밸브 제어 단계를 수행한다.

도 10b를 참조하면, 마이크로컨트롤러는 오브젝트를 감지했을 때 타이머의 시간값을 삭제한다(S31). 이 경우, 사용자가 계속 물을 사용하는 상태이므로, 세팅 시간이 지난 후 자동으로 밸브가 폐쇄되는 것을 막기 위함이다.

이후, 마이크로컨트롤러는 상기 도 10b의 초기 설정 단계(S11)를 통해서 프로그램 메모리의 레지스터에 입력된 제어 팩터값(Vs)의 유무를 체크한다(S32).

만일, 마이크로컨트롤러는 제어 팩터값(Vs)이 0값이 아닌 경우, 타이머의 시간값을 삭제하는 상기 'S27' 단계를 진행한다.

이와 반대로, 마이크로컨트롤러는 제어 팩터값(Vs)이 0값인 경우, 앞서 도 10a에 설명한 'S13' 단계와 동일한 방법으로 캠 스위치 열림 체크 단계를 수행한다(S33).

즉, 마이크로컨트롤러는, 캠 스위치 포트로부터 0값의 스위치 신호값이 읽혀질 경우 캠 스위치가 스위치 열림 상태이므로, 하기의 도 11을 통해 설명할 밸브 개방 단계(S100)를 수행한 후, 제어 팩터값(Vs)을 0값에서 1값으로 갱신시킨다(S34).

이와 같은 방식으로, 마이크로컨트롤러는, 캠 스위치 포트로부터 1값의 스위치 신호값이 읽혀질 경우 캠 스위치가 스위치 열림 상태이므로, 하기의 도 11을 통해 설명할 밸브 폐쇄 단계(S200)를 수행한 후, 제어 팩터값(Vs)을 강제적으로 0값에서 1값으로 갱신시킨다.

마이크로컨트롤러는, 일단 제어 팩터값(Vs)이 1값으로 갱신된 경우, 상기 타이머로 하여금 상기 세팅 시간까지 시간값을 정량적으로 카운트하는 'S25' 단계 및 그 이후의 단계들을 논리 흐름에 맞게 단계적으로 수행한 후, 오브젝트의 감지 판단 단계(S22)를 다시 진행하게 된다.

이후, 계속해서 오브젝트가 센서부(수광부)에 감지되면 마이크로컨트롤러는 0값의 제어 팩터값(Vs)을 기준으로 밸브를 제어할지 하지 않을지 판단하되, 현재제어 팩터값(Vs)이 1값이므로, 도 10b의 'S32', 'S33', 'S100', 'S200', 'S34' 단계를 그대로 패스한 후 'S25' 단계를 통해 루프와 같이 되돌아가고, 이에 따라서 밸브 개방 상태를 타이머의 세팅 시간 한도 내에서만 밸브 개방 상태를 유지한다.

이와 반면, 마이크로 컨트롤러는 오브젝트가 센서부에 감지되지 않을 경우 제어 팩터값(Vs)이 'S23' 단계에서 삭제되어 0값이 되며, 이후 도 10a에 도시된 단계들을 루프와 같이 반복 작동시킴으로써, 타이머의 세팅 시간 한도 내에서만 밸브 개방 상태를 유지한다.

물론, 마이크로컨트롤러는, 밸브 개방 상태일 때에 다른 오브젝트가 센서부에 다시 감지되면, 상기 제어 팩터값(Vs)이 0값으로 되어 있는 상태에서 도 10b와 같은 순서로 단계들을 진행하게 된다.

이때, 상기 밸브 개방을 통해 캠 스위치가 스위치 닫힘 상태(스위치 신호값이 0값)로 바뀌어져 있다.

따라서, 마이크로컨트롤러는 캠 스위치 열림 체크 단계(S33)를 통해서 밸브 개방 상태를 밸브 폐쇄 상태로 변환시킨다. 이후, 마이크로컨트롤러는 밸브 폐쇄 상태에서 제어 팩터값(Vs)을 1값으로 강제적으로 갱신한다.

이와 같은 과정은 본 고안이 고장 상태나 에러 발생 상태가 아니고, 배터리 혹은 전원이 공급되는 한도 내에서 반복된다.

도 11에 도시된 'S100' 단계에서 'S105' 단계에서 마이크로컨트롤러는, 모터 구동 전류가 모터에 인가되고, 모터의 타이밍 맞춤을 위한 소정의 딜레이 타임 조절 과정이 진행된 후, 와치독타임의 시간값을 0으로 초기화하고, 캠 스위치 포트로부터 스위치 신호값이 0값이 읽혀질 때만 모터를 정지시킨 후 도 10a 또는 도 10b에 도시된 제어 루틴으로 되돌아간다.

도 12에 도시된 'S200' 단계에서 'S205' 단계에서 마이크로컨트롤러는, 모터 구동 전류가 모터에 인가되고, 모터의 타이밍 맞춤을 위한 소정의 딜레이 타임 조절 과정이 진행된 후, 와치독타임의 시간값을 0으로 초기화하고, 캠 스위치 포트로부터 스위치 신호값이 1값이 읽혀질 때만 모터를 정지시킨 후 도 10a 또는 도 10b에 도시된 제어 루틴으로 되돌아간다.

<제2실시예>

이 실시예에서 설명하는 본 고안의 절전형 전자감응식 절수기는 인라인 타입으로 구성된 것을 제외하고는 제1실시예와 동일하다. 그러므로, 도 4 내지 도 14에서 동일하거나 대응하는 구성요소에 대해서는 동일하거나 유사한 도면부호가 부여될 것이며, 이것들에 대한 설명은 여기에서 생략될 것이다.

도면에서, 도 13은 본 고안의 제2실시예에 따른 절전형 전자감응식 절수기를 설명하기 위한 정면도이고, 도 14는 도 13에 도시된 절전형 전자감응식 절수기의 원 B의 단면도이다.

도 13과 도 14를 참조하면, 제2실시예에 따른 본 고안은 수도꼭지(20) 뿐만 아니라 인라인 타입과 같이 수압을 갖는 물이 유동하는 수직, 수평, 경사 배관 중 어느 곳에서도 결합될 수 있다.

이를 위해서, 제2실시예에 따른 본 고안은 본체(100')의 상부의 구성요소,즉, 앞서 실시예에서 상세히 설명한 상판(110)의 캡 결합부(111), 커넥터 조임캡(101), 커넥터(102), 커넥터 패킹(112) 각각과 대등한 구성 요소, 즉 두 번째 캡 결합부(111'), 두 번째 커넥터 조임캡(101'), 두 번째 커넥터(102'), 두 번째 커넥터 패킹(112')을 본체(100')의 하부 중, 밸브관(115)의 축심과 일치하는 위치에 각각 구비시키고 있고, 샤워캡이 없는 것이 특징이다.

이런 본체(100')는 상부쪽 배관 부재(4a)와 하부쪽 배관 부재(4b)의 사이에서 그들의 개구된 결합 부위에 각각 캡 결합부(111, 111'), 커넥터 조임캡(101, 101'), 커넥터(102, 102')를 결합시킴으로써, 배관이 완료된다.

특히, 하부쪽 배관 부재(4b)에는 온도 믹서기(4c)가 더 결합될 수 있다.

온도 믹서기(4c)의 입력측 배관 부위에는 온수 파이프와 냉수 파이프가 배관되어 있고, 출력측 배관 부위에는 상기 하부쪽 배관 부재(4b)가 배관되어 있다.

사용자의 다리 부위를 센싱하여 절수 기능을 수행하는 목적으로 본 고안의 몸체(100')이 사용될 경우, 센서모듈(211)을 전선(3)으로 연장시켜 케이싱(120)의 외부로 꺼내지 않은 제품을 사용하면 된다.

그러나, 세면대, 빌트인 싱크대 등과 같은 경우, 발광부와 수광부에 각각 전선(3)을 접속시킨 센서모듈(211)이 케이싱(120)의 외부인 세면대 상단, 싱크대 측면 등과 같은 어떠한 위치에 배치될 필요가 있다.

이를 위해서, 센서모듈(211)은 전선(3)을 통해서 케이싱(120) 내부의 작동 제어회로 PCB의 해당 포트에 전기적으로 접속된 상태로 연장되어서, 종래 기술과 대등하게 수도꼭지 또는 기타 전선이 연결 가능한 어떠한 위치에 배치된다.

특히, 감지 영역을 제외한 센서모듈(211)의 표면에는 부착, 고정 등이 용이하도록, 자석, 양면 스티커, 벨크로(Velcro) 파스너, 고리 구멍을 통상의 방식으로 구비하고 있는 것이 바람직하다.

또한, 감지 영역을 제외한 센서모듈(211)의 모듈하우징은 스테인레스, 합성수지로 제작된 것으로서, 실리콘 충진에 의해 방수 처리되어 있다.

또한, 도 15에 도시된 바와 같이, 본 고안의 본체(100')은 샤워기 등의 연장 배관 부재(4e)에 인라인 타입과 같은 방식으로 결합될 수 있다.

또한, 도 16에 도시된 바와 같이, 본 고안에 사용된 샤워캡(129)은 단순히 복수개의 구멍이 두께방향으로 관통되게 형성된 것이 사용 가능하다(도 5참조).

다만, 샤워캡(129)의 소정 위치에 복수개의 샤워수 구멍은 물론이고, 본체의 밸브관과 축심과 일치한 원점 및 직경을 갖는 관통구멍(129a)을 형성하고 있다.

여기서, 관통구멍(129a)은 앞서 실시예에서 상세히 설명한 밸브관과 일치하는 샤워캡(129)의 소정위치에 형성된다.

이런 관통구멍(129)은 힌지식 구멍 마개(129b)에 의해서 개폐되도록 형성되어 있는 것이 바람직하다.

도 17a와 도 17b의 도면 대용 사진들 처럼, 본 고안의 절전형 전자감응식 절수기는 배터리 전원이 인가된 상태에서, 기존의 수도꼭지, 토수구 등에 장착될 때 밸브 폐쇄 상태를 유지한다. 이때, 수도꼭지의 밸브는 물이 수도꼭지의 끝단까지 전달될 수 있도록 수도꼭지 콕을 열어 놓은 상태이다.

도 17a는 어떠한 오브젝트가 사이트창을 통해서 센서부에 감지되지 않은 경우로서, 비록 수도꼭지 콕을 열어 놓았더라도, 본 고안의 본체부 내부의 볼체크 밸브 구조에 의해서 전혀 물이 나오지 않게 된다.

도 17b는 상기와 반대로, 어떤 오브젝트가 사이트창을 통해서 센서부에 감지되어서, 열어 놓았던 수도꼭지 콕과 수도꼭지와 본 고안을 통해서 물이 나오게 된다.

물론, 이 상태에서 세팅 시간이 지나면 자동으로 도 16a와 같이 되고, 또한 한번 더 오브젝트가 감지될 때 도 17a와 같이 된다.

앞서 상세히 설명한 바와 같이 본 고안의 절전형 전자감응식 절수기는 수자원 개발에 의한 환경 파괴를 동반하지 않는 방법 중 물 부족 해소를 위한 절수 기기 설치 요구에 부흥하여, 일반 가정용, 공공 시설물의 기 설치된 수도설비에 전문 설비업자가 아닌 소비자가 용이하고 간편하게 설치 가능한 소형, 경량 제품(70㎜ ×70㎜ ×35㎜, 200g)인 장점이 있다.

즉, 본 고안의 절전형 전자감응식 절수기는 기존의 수도꼭지 외부에 직접 용이하게 장착되는 타입으로서, 크기만 소형이 아니라 작동 대기시에 0.01∼0.0155mA의 초절전 전력만을 소모할 수 있도록 최적의 알고리듬으로 프로그램되어 있고 SMD 타입의 소자 채용으로 전력 소모량이 적음과 동시에 소형인 작동 제어회로와, 실제 관로를 개폐하고 있는 볼을 측면방향으로 밀어내는데 필요한 0.2kgf 정도의 구동력을 발생시키는 모터를 사용함으로써, 결과적으로, 종래 기술의 자동수도전에 비해상대적으로 절전형 제품이다.

또한, 본 고안의 절전형 전자감응식 절수기는 비접촉식 작동 방식으로 수로나 관로를 개폐시킴으로써 특히 병원 등에서의 2차 세균 감염 경로를 차단시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 고안의 절전형 전자감응식 절수기는 수 만원으로 제작할 수 있을 만큼 부품수가 작고(본 고안 21개, 종래 기술 82개 이상) 콤팩트하면서도, 심플한 밸브 구조(볼체크 밸브 구조)를 제공하고, 기존 제품(수십 만원의 가격과 한시간 정도의 설치시간) 대비 매우 경제적이므로, 국내 소비자들의 제품 요구를 모두 만족할 수 있는 고성능 제품이다.

또한, 본 고안의 절전형 전자감응식 절수기는 볼체크 밸브 조립체를 커버 플레이트에 일체형으로 형성시킨 후, 케이싱과 두 개의 멤버(member)로 쉽게 조립 및 분해할 수 있도록 나사 등을 매개로 하여 결합되어 있음으로써, 배터리 교환이 쉽고, 유사시 유지 보수가 용이한 장점이 있다.

또한, 본 고안의 절전형 전자감응식 절수기는 개발초기부터 미국의 판로를 개척하여 미국시장에서 요구되는 사양을 충족시킨 수출 지향적 제품이므로, 대미수출로 인한 국익 향상 기여의 부가적인 장점도 있다.

또한, 본 고안의 절전형 전자감응식 절수기는 작동축을 다단 캠의 제1캠에 직접 접촉하도록 결합시키지 않는 반면, 스냅링을 이용하여 격판을 갖는 캠 슬라이더의 테두리에 작동축을 결합시키고 있다.

이런 결합 구조에서, 다단 캠의 제1캠은 상기 격판에 의해 구획된 테두리의안쪽에서 전진과 후진을 위한 강제적인 구동력을 캠 슬라이더에게 먼저 제공하고, 이후, 캠 슬라이더에 제공된 구동력이 작동축으로 전달되며, 이때 격판과 스냅링 사이에 유격이 형성되어 있음으로써, 작동축이 직접적으로 다단 캠에 부딪치지 않는 충격 흡수 구조를 제공한다.

이런 충격 흡수 구조는 구동력에 따라 발생 가능한 어떠한 외력에 의한 충격을 완충 및 흡수할 수 있고, 그만큼 결합 구성요소간의 내구성을 증가시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 고안의 절전형 전자감응식 절수기의 충격 흡수 구조는 다단 캠의 제1캠과 캠 슬라이더의 안쪽 표면이 선접촉 내지 면접촉 관계를 유지함으로써, 힘 전달 효율이 상대적으로 매우 뛰어난 장점이 있다.

또한, 본 고안에 따른 절전형 전자감응식 절수기의 충격 흡수 구조는 다단 캠의 회전 방향에 일치하는 방향으로 캠 슬라이더를 직선 왕복 운동시키고 있는 기구적 특이성을 갖고 있어서, 작동 속도가 상대적으로 매우 빠르고, 그만큼 밸브 개폐가 신속하게 이루어지는 고품질의 제품으로서 소비자에게 제공되고, 작업자의 입장에서는 작동축과 캠 슬라이더의 결합 관계를 비롯하여 모든 구성 부품들이 제작이 용이하게 설계되어 있고, 조립성이 매우 뛰어나고, 경량이면서, 심플한 결합 구성에 따라 유지 보수가 편리하다.

Claims

물의 유동을 제어하기 위한 배관 중간 부분이나 끝분분 중 어느 하나에 직접 설치되고 내부 공간이 형성된 본체(100, 100')를 갖는 절전형 전자감응식 절수기에 있어서,

상기 본체(100, 100')의 내부 공간의 일측 개구 부위(121)로부터 연장된 측벽과 바닥을 형성하되, 직수구멍(123)을 상기 바닥에 형성하고 있는 케이싱(120)과;

상기 일측 개구 부위(121)를 밀폐시키는 커버 플레이트(110)와;

상기 커버 플레이트(110)의 저면에서 일체형으로 돌출된 관상의 밸브관(115)을 갖되, 상기 커버 플레이트(110)와 상기 케이싱(120)의 교합에 따라서 상기 밸브관(115)의 하단부위가 상기 직수구멍(123)에 삽통되게 결합되어 있는 볼체크 밸브 조립체(190)와;

상기 밸브관(115)의 내부에서 작동축(134)의 일측 끝단을 수밀이 유지된 상태에서 강제적으로 출몰시키도록, 복수개의 오링(117b)과 함께 상기 작동축(134)이 상기 밸브관(115)의 내부와 관통된 로드 홀(117a)에 결합되어 있는 관로 개폐 구동 조립체(191)를 포함하는 것을 특징으로 하는 절전형 전자감응식 절수기.
제1항에 있어서,

상기 볼체크 밸브 조립체(190)는 상기 커버 플레이트(110)의 상부에 캡 결합부(111)를 상향으로 돌출시키고 있고, 상기 캡 결합부(111)의 연직하부로 상기 커버 플레이트(110)의 저면에 상기 밸브관(115)을 하향으로 돌출시키고 있고, 상기 밸브관(115)의 상측 단부에 중공형 커넥터 패킹(112)을 결합시키고 있고,

상기 커넥터 패킹(112)과 상기 밸브관(115)의 내원주면 및 수평 격벽(115b)에 둘러싸인 상태에서 상기 수평 격벽(115b)의 편심위치에 안착된 볼체크 밸브시트(114)의 밸브 관로(114a)를 개방시킬 수 있을 만큼의 유격을 갖도록 볼(113)을 편심 배치시키고 있는 볼체크 밸브 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 절전형 전자감응식 절수기.
제2항에 있어서,

상기 볼체크 밸브시트(114)는 상기 수평 격벽(115b)의 상면을 기준으로 소정 높이(h) 만큼의 아래쪽에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 절전형 전자감응식 절수기.
제1항에 있어서,

상기 관로 개폐 구동 조립체(191)는,

상기 로드 홀(117a)에 일측 끝단을 미끄럼 작동 가능하게 삽입시키고 있는상기 작동축(134)의 타측 끝단을 스냅링에 의해서 결합시키고 있는 라운드 사각 링형상의 테두리(133a)와, 상기 테두리(133a)의 안쪽에서 상하방향으로 연결된 격판(133b)을 형성하고 있는 캠 슬라이더(133)와;

캠 슬라이더(133)를 모터 브래킷(131)에서 직선 왕복 운동시키도록, 상기 캠 슬라이더(133)의 상기 테두리(133a)와 상기 격판(133b)의 안쪽에 결합된 다단 캠(132)과;

상기 다단 캠(132)에 감속된 회전력을 제공하도록 상기 다단 캠(132)과 직렬로 결합된 모터(130)와;

상기 다단 캠(132)의 회전에 대응하여 스위치 신호값을 발생시키는 캠 스위치(135)와;

상기 캠 스위치(135)의 스위치 신호값과 제어 팩터값에 대응하여 상기 모터의 구동을 제어하는 SMD(Surface Mounted Device) 소자의 작동 제어회로를 갖는 PCB(200);

를 포함하는 것을 특징으로 하는 절전형 전자감응식 절수기.
제4항에 있어서,

상기 PCB(200)는 일반적인 기판형 PCB와 연성형 FPCB로서, 후크 방식, 접착 방식, 볼트 조임 방식 중 어느 하나의 방식으로 상기 커버 플레이트(110)의 저면에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 절전형 전자감응식 절수기.
제4항에 있어서,

상기 PCB(200)의 작동 제어회로는,

상기 PCB(200)의 해당 포트에 결합된 센서부[여기서, 센서부는 적어도 발광부(280)와 수광부(210)를 포함함]와;

상기 센서부에 회로적으로 결합되어서 상기 센서부로부터 감지된 오브젝트(40)에 대응하는 풀업 신호값과 그라운드 신호값을 정류 및 증폭시키는 수단(220, 230)과;

상기 정류 및 증폭시키는 수단(220, 230)과 상기 모터(130)와 상기 캠 스위치(135)와 회로적으로 결합된 마이크로컨트롤러(240)를 포함하되;

상기 마이크로컨트롤러(240)는 상기 모터(130)의 구동을 상기 캠 스위치(135)에서 발생하는 서로 다른 크기의 스위치 신호값(여기서, 스위치 신호값은 적어도 스위치 열림 및 스위치 닫힘을 체크할 때 사용하는 0값 또는 1값을 포함함)과, 상기 프로그램 메모리의 레지스트리에 0값과 1값의 형태로 입력 및 삭제되는 제어 팩터값(Vs)에 의한 제어 알고리듬을 프로그램 메모리에 기록 저장하고 있는 것을 특징으로 하는 절전형 전자감응식 절수기.
제4항에 있어서,

상기 PCB(200)의 센서부에 관련된 포트에는 전선(3)을 통해 센서모듈(211)이 상기 케이싱(120)의 외부에 배치되어 있되,

상기 센서모듈(211)에서 감지 영역을 제외한 부분은 그의 내부에 실리콘으로 수밀처리되어 있고, 그의 외부에 자석, 양면 스티커, 벨크로 파스너, 고리 구멍을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 절전형 전자감응식 절수기.
제1항에 있어서,

상기 본체(100, 100')는 체적(넓이 ×직경 ×높이)이 70㎜ ×70㎜ ×35㎜이고, 무게가 200그램인 것을 특징으로 하는 절전형 전자감응식 절수기.
제1항에 있어서,

상기 본체(100')는 상기 볼체크 밸브 조립체(190)의 상부와 하부에 각각 캡 결합부(111, 111'), 커넥터 조임캡(101, 101'), 커넥터(102, 102'), 커넥터 패킹(112, 112')을 결합시켜서, 샤워기, 싱크대, 세면대의 연결 배관에 인라인 타입의 배관 방식으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 절전형 전자감응식 절수기.