KR20060078968A

KR20060078968A - 비데용 유량조절밸브

Info

Publication number: KR20060078968A
Application number: KR1020040118226A
Authority: KR
Inventors: 이규동
Original assignee: 이규동
Priority date: 2004-12-31
Filing date: 2004-12-31
Publication date: 2006-07-05
Also published as: KR100664597B1

Abstract

본 발명은 비데에 공급되는 세정수의 유량을 제어하는 밸브에 관한 것이다. 일반적으로 전자식으로 가동되는 비데의 경우, 세정에 최적인 세정수의 유량과 세정수의 압력과 세정수의 온도가 적당 하여야 한다.

따라서 원수가 비데의 세정수 인입구 측으로 들어올 경우 원수의 온도 및 원수의 수압이 일정하지 않으므로 별도의 정압밸브(REGULATER)를 거쳐 수압을 일정하게 하며 세정수의 수압 또는 유량을 사용자가 원하는 수준으로 조절 하기위해 유량조절밸브(FLOW CONTROL VALVE)가 필요 하며, 또한 적당한 유량의 유지여부를 별도의 유량측정장치(FLOW METER)가 구비가 되며 세정수유로의 완전한 폐쇄 또는 개방을 위해 별도의 차단밸브(SOLENOID VALVE)가 필요하게 된다.

상기의 세정수의 유로상에 구비된 세정수는 세정수의 온도를 적당하게 하기위해 세정수 가열 히터를 통과하며 히터를 통과한 세정수는 유로분기밸브 (2-WAY VALVE)를 통하여 세정노즐 또는 세척노즐 측으로 세정수가 선택적으로 공급되어지도록 한다. 상기한바와 같이 최적의 세정수를 세척노즐 또는 세정노즐 측으로 공급하는 과정에서 세정수의 유량 또는 수압을 조절하고 수온을 제어하는 것이 전자식 비데의 생명이라고 할 수 있다. 그러나 여러 종류의 조절밸브와 제어장치들이 세정수 유로상에 연결되므로 비데 내부의 설치공간이 넓어지므로 전체적으로 비데의 크기가 커지며 다수개의 부품을 연결하여 유로를 형성해야하므로 연결부에서 세정수의 누설이 발생할 확률이 증가된다. 또한 상기한바 대로 다수개의 세정수 제어관련 부품들이 필요하므로 제조원가가 높아지게 되며 상기의 부품들을 별도로 제어하기 위해 상당한 전력이 소비되게 된다.

본 발명은 상기한 세정수 제어관련 부품을 1개의 부품으로 통합하는 한편 제어 전력을 극소화 하며 설치공간을 최소화하고 제조원가를 획기적으로 감소시킬 수 있다.

솔레노이드, 구동수단, 흡착판, 조절판, 유량조절

Description

비데용 유량조절밸브{flow control valve for bidet}

도 1은 종래의 비데용 감압밸브의 구조를 나타낸 단면도 이고,

도 2는 종래의 비데용 유량조절밸브의 구조를 나타낸 단면도 이고,

도 3은 종래의 비데용 솔레노이드밸브의 구조를 나타낸 단면도 이고,

도 4는 종래의 비데용 유량감지 장치의 구조를 나타낸 분해사시도 이고,

도 5는 종래의 비데용 유로 관련된 부품들의 연결도 이고,

도 6은 본 발명에 따른 비데용 유량제어밸브의 외관도 이고,

도 7,8,9는 본 발명에 따른 비데용 유량제어밸브의 분해사시도 이고,

도 10,11은 본 발명에 따른 비데용 유량제어밸브의 단면도 이고,

도 12는 본 발명에 따른 비데용 유량제어밸브의 유량 및 온도감지부에 대한 단면도 이고,

도 13은 본 발명에 따른 비데용 유량제어밸브의 솔레노이드부에 대한 단면도 이고,

도 14는 본 발명에 따른 비데용 유량제어밸브의 리프터 작동을 나타낸 단면도 이고,

도 15는 본 발명에 따른 비데용 유량제어밸브의 유량조절부를 나타낸 단면도 이고,

도 16은 본 발명에 따른 비데용 유량제어밸브의 유량조절 작용 및 리프터 작동을 도해한 그림이고,

도 17은 본 발명에 따른 비데용 유량제어밸브의 구성 및 제어특성도 이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10: 스테핑모터 20: 밸브하우징

30: 구동샤프트 40: 밸브베이스

50: 조절판 60: 리프터

60a: 제1스프링 70: 흡착판

75: 차단판 80: 제2스프링

90: 임펠러 95: 마그넷

100: 임펠러 하우징 110: 솔레노이드

120: 써미스터

본 발명은 전자식 비데의 유량제어 관련된 부품으로서 마이컴 프로그램에 의해 제어되는 세정수의 유량과 수온을 최적으로 제어하여 사용자로 하여금 상쾌함을 느끼도록 하고 있다.

일반적으로 상기 전자식 비데의 경우 세정수의 온도는 세정수의 유로상에 가열히터장치를 하여 세정수의 온도를 유지하며 일정온도가 유지되도록 써미스터 소자의 온도에 따른 저항변화를 감지하여 정해진 프로그램에 의해 히터를 제어하고 있다. 그러나 세정수의 유량은 별도의 측정수단인 유량감지수단 (flow meter)으로 유량을 측정하여 유로의 통과단면을 연속적으로 제어하여 유량을 조절해야만 한다. 유량은 유속에 비례하므로 원형으로 휘어진 유로상에 임펠러를 설치하고 임펠러의 회전속도를 광센서(photo interrupt)또는 회전 자석에 자속의 변화를 홀소자(hall ic)로 감지하는 수단들을 사용 하고 있다. 현재 시장에 유통되는 전자식 비데의 경우 비데로 인입된 세정수를 1차적으로 정압밸브로 2차압을 일정하게 하므로 세정수의 유량조절은 스테핑 모터에 의해 회전 제어되는 조절판의 회전각도로서 유로의 통과단면을 조절하여 수행되고 있다. 따라서 정압밸브의 압력유지 스프링 또는 다이어프램의 특성이 수온 또는 수압에 의해 변화되면 정압밸브의 2차 수압이 변경되어 결국은 세정노즐에서의 세정수 분사력이 변할 수 있다.

따라서 세정수의 유량은 별도의 유량측정수단에 의해 정확히 측정이 되어야하고 측정된 값과 마이컴의 프로그램에 설정된 값과 비교하고 이에 따른 오차량을 반드시 궤환(feed back)하여 유량조절수단을 작동시켜 항상 일정한 유량이 유지되도록 해야 할 것이다.

도 1, 도2, 도 3, 도 4는 보편적인 전자식 비데에 적용되고 있는 유량조절 수단을 나타낸 그림으로서, 도 1은 종래기술에 의한 비데의 유량제어 관련 부품중 정압밸브에 대한 단면도를 나타낸 것이다. 이하 도 1의 구성 및 작동에 대해 상세히 설명하면,

세정수 입구(20a)로 인입된 세정수가 오리피스(21a)를 통과하여 세정수 출구(20b)로 토출되면서 상기 오리피스(21a)의 유로 통과단면을 조절체(21)로 조절하게 되어있다. 상기 오리피스 상부에는 다이아프램(28)이 설치되어 출구측으로 유출되는 세정수의 압력에 의해 상측으로 가압되어 변형되며 상기 다이아프램(28)의 상부에 압력조절 스프링(30,31)가 설치되어 상기 다이아프램을 가압 탄지 한다. 또한 상기 조절체(23)는 조절샤프트(22)에 고정되어 다이아프램 중앙부에 연결되어 있으므로 다이아프램의 상하운동에 따라 상기 조절체(23)도 동일한 변위로 작동하게 된다.

따라서 상기 다이아프램 하부에 작용하는 세정수의 압력과 상기 압력조절 스프링(30, 31)의 탄지력이 동일하도록 조절체(23)가 작동하므로 상기 스프링(30, 31)의 탄지력과 동일한 압력의 세정수가 유출구(20b)측으로 유출될 수 있다.

상기한 바와 같이 종래의 비데에 있어서 유로 관련한 부품중 정압밸브의 경우 수압이 작용하는 다이아프램(28)과 이에 대응하는 압력을 다이아프램에 인가하는 압력조절스프링(30, 31)의 상호 압력 작용에 의해 유출되는 세정수의 2차압이 일정하도록 조절하게 된다. 따라서 상기 다이아프램 및 압력 조절스프링의 압력특성이 변화하게 되면 2차압도 변화하게 된다. 즉 세정수의 수온에 따른 다이아프램의 경도변화로 인하여, 또는 스프링의 압력특성 변화로 인한 유출되는 세정수의 압력이 변화하게 되는 단점이 있다.

도 2는 종래기술에 의한 비데의 유량제어 관련 부품중 유량조절밸브에 대한 단면도를 나타낸 것이다. 이하 도 2의 구성 및 작동에 대해 상세히 설명하면,

세정수 입구(132)가 구비된 밸브실(133)과, 상기 밸브실(133) 내부에 설치되어 스테핑모터(110)의 회동에 의해 등속으로 회동하는 조절체(140)과, 상기 조절체(140)에 형성된 조절통공(143)을 통하여 조절된 유량을 세정수 출구(미도시)측으로 안내하며 구동 샤프트(141)이 설치되는 밸브베이스(130)로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기한 바대로 종래의 유량조절수단은 밸브베이스(130)와, 상기 밸브베이스(130)에 대하여 일정각도씩 회동하는 조절체(140)의 상대적 회전변위에 의해서만 유량이 제어된다. 따라서, 세정수 입구(132)로 인입되는 세정수의 수압에 따라 출구측으로 토출되는 세정수의 유량이 변화하게 되는 단점이 있다.

도 3는 종래기술에 의한 비데의 유량제어 관련 부품 중 솔레노이드밸브에 대한 단면도를 나타낸 것이다. 이하 도 3의 구성 및 작동에 대해 상세히 설명하면,

세정수 입구(80)와 세정수 출구(100)가 형성되고, 중앙부에 원통형의 유로 차단부(85)가 형성된 밸브바디(60)와, 상기 밸브바디(60)상부에 설치되어 상하로 작동되는 플런져(120)를 수납하는 밸브 하우징(40)과, 상기 밸브하우징(40)의 외곽에 설치되어 플런져(120)에 자력을 인가하는 솔레노이드(1)와, 상기 밸브하우징(40)과 밸브바디(60)사이에 설치되어 선택적으로 유로차단부(85)를 개폐하는 다이아프램(70)과, 상기 다이아프램 상하부에 차압을 발생시켜 다이아프램이 상하로 작동되도록 파이로트 유로(90)가 형성되어 다이아프램과 연동하는 지지판(50)과, 상기 파로트유로(90)을 선택적으로 개폐하고 상기 플런져(120)와 연동하는 보조차단부재(110)으로 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 한바 대로, 유로의 차단과 개방을 제어하는 솔레노이드 밸브는 가정용 수도압(최대 약7Kg/cm²)이 인가 될 수 있으므로 상기 플런져(120)이 작동이 안 될 경우 유로의 개폐가 불가능하며, 또한 다이아프램(70)의 상하부에 작용하는 수압의 차이에 의해 유로가 개폐되므로 차압이 약하면 다이아프램이 유로차단부(85)를 가압하는 압력이 낮아져 누설의 우려가 많다. 또한 차압은 유입수와 유출수의압력 차가 되므로 유입수 또는 유출수의 압력이 급격히 변할 경우, 차압에 따라 작동하는 다이아프램이 심하게 진동하여 소음이 발생하는 단점이 있다.

또한 상기 솔레노이드부(1)에서 소비되는 전력(약 6W)이 상당히 크므로 전원 공급장치의 크기도 증가될 것이다.

도 4는 종래기술에 의한 비데의 유량제어 관련 부품 중 유량감지부에 대한 분해사시도이다. 이하 도 4의 구성 및 작동에 대해 상세히 설명하면,

세정수 유입구(16)이 구비된 커버(18)와, 상기 커버와 결합되어 원형의 유로를 형성시켜주는 바디(10)와, 상기 커버(18)와 바디(10)사이에 설치되며 원형의 유로에 흐르는 세정수의 유속에 비례하여 회전하는 임펠러(22)와, 상기 임펠러(22)에 고정되어 등속도로 회전하면서 자속을 발생시키는 다수개의 자석(32)과, 상기 바디(10) 상단 외곽에 설치되어 상기 자석(32)에서 발생되는 자속의 변화를 감지하여 임펠러(22)의 회전속도를 검출하는 홀센서(12)로 구성된 것을 특징으로 한다. 상기한 바대로 종래기술에 의한 유량감지부는 다수개의 자석을 필요로 하고 자석이 고정된 임펠러 형상이 직사각형으로 유로의 원활한 이동을 저해하므로, 유량이 적을 경우 상기 임펠러(22)가 회전하지 않게 되는 결함이 있었다.

도 5는 종래기술에 의한 비데의 유량제어 관련 부품에 대한 유로 연결도이다. 즉 수도에 연결된 전자식 비데의 세정수 유입구로 세정수가 유입이 되면 수압을 일정압력으로 낮추어 유지해주는 감압밸브(1)과, 세정수 유로의 개방 또는 폐쇄를 수행하는 솔레노이드밸브(2)와, 유량을 적절하게 조절해주는 유량제어밸브(3)와, 유량을 측정하는 유량감지부(4)와, 유체의 온도를 감지하는 써미스터(5)와, 세정수를 적절한 온도로 가열하는 히터(6)와, 제1분사노즐 또는 제2분사노즐(8)에 세정수를 선택적으로 공급하기 위해 분기밸브(7)가 차례로 연결되어진 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같이 종래기술에 이한 전자식 비데의 세정수 유량제어 관련한 부품들은 그 부품의 기능별로 별도로 독립되어 적용이 되므로, 각 부품들 간의 유로 연결에 튜브가 필요하고, 연결부의 누수를 방지하기 위해 탄성밴드가 반드시 필요하다. 또한 전자식 비데의 내부에 다수개의 유량제어 관련된 부품을 배차하려면 상당히 큰 공간이 필요하므로, 비데의 외관이 커지는 결함이 있었다. 따라서 다수개의 독립된 유로관련부품들의 원가와, 각 부품들 간의 유로연결부품의 원가와, 비데 외관의 확대로 인한 외관부품의 원가들이 모두 증가되는 현실이다.

본 발명은 상기한 종래의 전자식비데에 적용되는 유로 관련된 부품들을 일체화 하여 원가를 획기적으로 저감시키는 한편, 이에 따른 유로연결부의 누수의 원인을 제거하며, 부품배치공간도 획기적으로 감소가 이루지게 하며, 유량을 정확히 측정하여 설정된 최적의 유량이 최종 분사노즐로 공급되게 하고, 유량제어에 전체적으로 소비되는 소비전력도 획기적으로 감소시키는데 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 1개의 부품으로 전자식 비데에 적용되어 세정수의 유량을 측정하고, 이에 따라 유량을 조절하고, 유로의 개폐를 수행하며, 인입되는 세정수의 온도를 측정하여 세정수의 온도를 제어하기위한 온도신호를 출력하여 주는 전자식 비데에 적용되는 유량조절밸브를 제공하려는 것이다.

즉 도 5에 도시된 5개의 독립된 부품을 하나로 통합하여 1개의 유량조절밸브(10)의 형태로 구성하여 상기 목적을 달성하려 함이다.

이하 제시된 도면을 들어 설명한다.

도 17은 본 발명에 따른 비데의 유량제어밸브의 기능별 블록도로서 온도감지수단(A)과, 유량감지수단(B)과, 회전구동력 제공수단(C)과, 유량조절수단(D)과, 리프트수단(F)과, 솔레노이드로 구성된 유로개방수단(G)과, 유로 폐쇄수단(H)으로 구성되어있다.

또한 도 6에 도시된 대로 본 발명에 따른 비데의 유량조절밸브의 외관을 나타내었다. 즉 상부에 구동력제공수단이 스테핑모터(10)가 밸브하우징(20)에 설치되며 하부에는 세정수 유입구(30)가 형성되었으며 하단의 중앙부에 유량의 신호가 출력되는 홀소자(40)가 설치되었고, 상기 밸브하우징(20)의 일측면 에는 세정수 유출구(21)와 솔레노이드로 구성된 유로개방수단(40)이 설치되어있다.

도 7은 본 발명에 따른 비데의 유량조절밸브에 대한 분해사시도로서, 다수개의 부품을 수납하는 밸브하우징(20)과; 상기 밸브하우징(20)의 상단 내부에 설치되어 일정각도씩 회전변위하며 유량을 제어하는 조절판(50)과, 밸브베이스(40)으로 구성된 유량조절수단(D)과; 상기 조절판(50)에 회전구동력을 원천적으로 제공하는 스테핑모터(10)와, 스테핑모터(10)의 회전 구동력을 상기 조절판(50)으로 전달하는 구동샤프트(30)로 구성된 회전구동력 제공수단(C)과; 상기 조절판(50)과의 상대적 회동에 의해 일정거리 하측으로 슬라이드 되어 이동되는 리프트수단(F)과; 상기 리프트수단(F)에 의해 개방된 유로를 유지해 주는 유로개방수단(H)과; 상기 유로개방수단(H)의 유지전류가 차단되면 유로를 차단하는 유로차단수단(H)이 각각 구비되어 있는 것이 특징이다.

한편 상기 밸브하우징의 하단의 내부에는 자성체 재질의 흡착판(70)과, 고무재질의 차단판(75)과, 제2스프링(80)으로 구성된 유로 차단수단(H)과; 상기 유로 차단수단(H)의 하부에 설치되어 상기 제2 스프링(80)을 지지하는 지지판(81)과; 상기 지지판(81)의 하부에 설치되어 유량에 비례하여 회전하는 임펠러(90)와 임펠러 하우징(100)과 홀소자(104)로 구성된 유량 감지수단(B)과; 상기 임펠러 하우징(100)의 일측면에 관통되어 설치되고 상기 임펠러하우징(100)내부로 인입되는 세정수의 온도를 측정하는 온도감지수단(A)과; 상기 입펠러 하우징(100)의 또 다른 일측면에 설치되어 상기 흡착판(70)을 자력으로 흡착상태를 유지시켜 유로의 개방상태를 유지시켜주는 유로개방수단(G)가 각각 설치되어있다.

도 8과 도 9는 본 발명에 따른 비데의 유량조절밸브에 대한 분해사시도의 단면을 보여준 것으로서, 상부로부터 스테핑 모터(10)와 구동샤프트(30)로 이루어진 회전구동력 제공수단(C)를 구성하며, 상기 구동샤프트(30)는 상기 스테핑모터(10)하부에 구비된 모터샤프트(11)와 등속 회전결합 되도록 상부 중앙에 모터샤프트 삽입공(33)이 형성되어있고, 상단 일측부에 형성된 회전스토퍼(31)는 밸브베이스(40)에 형성된 고정스토퍼(41a, 41b)에 맞 닿아 회전이 구속되어 정지되게 된다.

상기 구동샤프트(30)는 밸브베이스(40)의 내부에 삽입되어 조절판(50)에 회동력을 제공한다. 또한 상기 밸브베이스(40)는 밸브하우징(20)의 상단에 삽입되어 조절판(50)의 상대적인 회동각도에 따라 유량이 조절되며, 상기 구동샤프트(30)와 밸브베이스(40) 사이에 제1실링(32)이 설치되어 밸브하우징 내부의 세정수가 누설되지 않고 구동력을 조절판(50)으로 전달할 수 있다. 상기 구동샤프트(30)의 하부에는 단면이 십자(十字) 형상의 슬라이드홈(34)과 조절판(50) 상단에 형성된 십자(十字) 형상의 슬라이드리브(51)가 상호 슬라이드 되어 결합하여 회동력이 조절판(50)으로 전달되면서 조절판이 밸브베이스(40)하단의 제1밀폐면(47)에 밀착 되도록 한다.

한편 상기 조절판(50)에 형성된 회전통공(53)은 상기 밸브베이스(40)의 하단의 제1 밀폐면(47)에 밀착되어 회전하면서 유량을 조절하게 된다. 도 16에 도시 된바 대로 상기 제1밀폐면(47)에는 제1조절통공(45a), 제2조절통공(45b), 제3조절통공(45c)이 동일 원주상에 형성되어 있어, 상기 회전통공(53)이 밀착되어 회전하면서 교차되는 조절통공(45)의 통과 단면에 따라 유량이 결정되게 된다.

한편, 상기 조절판(50)의 하단에 형성된 회동나선면(55)은 상기 조절판(50)의 하부에 설치된 리프터(60)의 고정 나선면(62)과 항상 밀착되어 회동하므로 회전 각도에 따라 회동나선면(55)이 리프터(60)에 형성된 고정나선면(62)을 밀어 올리게 된다. 상기 리프터(60)에는 십자(十字) 형상의 슬라이드 돌기(63)가 형성되어있고 상기 슬라이드돌기(63)은 밸브하우징(20)내에 형성된 제1 슬라이드홈(25)에 상호 슬라이드 되도록 삽입되어 있어 상기 리프터(60)가 상하로 슬라이드 작동 하면서 회전하지 못하게 한다.

제1스프링(60a)는 상기 밸브하우징(20)에 형성된 제1스프링지지부(27)와 리프터(60)의 하단에 설치되어, 상기 리프터(60)가 항상 상측 방향으로 탄지 되어 고정나선면(62)과 회동나선면(55)이 항상 밀착상태를 유지하게 하며, 또한 조절판(50)의 제2밀폐면(52)이 밸브베이스(40)의 제1밀폐면(47)에 밀착되게 한다.

상기 리프터(60)의 하단부 중앙에는 리프터축(64)와 제2돌기(65)가 형성되어 있고 상기 리프터축(64)의 하부에는 자성체인 흡착판(70)이 차단판(77)에 형성된 흡착판 설치홈(77)에 삽입되어 설치되어 있다. 스테핑모터(10)가 시계방향으로 회전하면 상기 리프터(60)가 하측으로 슬라이드 되면서 리프터 하단의 리프터축(64)이 차단판(75)의 차단면(78)을 밀어 내리므로, 상기 차단면(78)이 밸브하우징에 형성된 오리피스(24)에서 이격되면서 유로가 개방되는 것이다. 상기와 같이 리프터(60)의 작동으로 차단판(75)과 흡착판(70)이 하측방향으로 계속 하강하여, 상기 흡착판(70)의 흡착면(72)이 유로 개방수단(G)의 제1자극(111a) 및 제2자극(111b)에 맞 닿게 되고, 상기 유로개방수단(G)의 코일에 전류를 흘리면, 상기 제1자극(111a) 및 제2자극(111b)이 자화되어 상기 흡착판(70)을 자력에 의해 흡착한 상태로 유지하게 된다. 이때 스테핑모터(10)의 회전방향이 시계반대방향으로 회전하고 리프터(60)이 상측으로 복귀하여도 상기 흡착판(70)은 제1, 제2자극(111a, 111b)의 자력에 의해 흡착된 상태를 유지하고 상기 흡착판(70)에 고정된 차단판(75)도 상기 오리피스(24)와 이격되어 유로의 개방상태를 유지하는 것이다.

즉 도 16에 도해 되었듯이 상기 조절판(50)의 시계방향 회전상태(150)과 반시계방향(151)에 따른 각 회전 각도별 유량(Q)과, 리프터(60)의 이동높이(H)와, 유로개방수단(G)에 흐르는 유지전류(I)를 그래프로 나타낸 것이다. 즉 조절판(50)이 시계방향(150)으로 회전하기 시작하면 리프트(60)에 의해 유로가 개방되기 시작하나 조절판의 회전통공(53)의 위치가 밸브베이스(40)의 제3조절통공(45c)에 위치하므로 소량의 유량이 유출되며, 상기 조절판(50)이 시계방향으로 더욱 회전하여 B의 위치에 오게 되면 리프트의 이동이 최대가 되어 상기한 바대로, 흡착판(70)의 흡착면(72)이 유로 개방수단(G)의 제1자극(111a) 및 제2자극(111b)에 맞 닿게 되고, 상기 유로개방수단(G)의 코일이 통전되고 있으므로, 상기 제1자극(111a) 및 제2자극(111b)이 자화되어 상기 흡착판(70)을 자력에 의해 흡착한 상태로 유지하게 된다.

상기 조절판이 시계반대방향(151)으로 회전하여 B 위치에 있게 되면, 상기 흡착판(70)은 제1, 제2자극(111a, 111b)의 자력에 의해 흡착된 상태를 유지하고 상기 흡착판(70)에 고정된 차단판(75)도 상기 오리피스(24)와 이격되어 유로의 개방상태를 유지하며, 상기 조절판이 시계반대방향으로 더욱 회전하여 C 위치로 가면서 리프터(60)는 상기 차단판(75)의 차단면(78)에서 이격되어 빗면을 따라 하강하게 된다. 따라서 상기 리프터(60)의 이동경로는 그래프 (161a)의 형태로 상승하나, 상기 흡착판(70)과 차단판(75)은 그래프(161)형태로 흡착된 위치에 머물게 되어 개방상태를 유지하는 것이다. 상기 C 위치에서 시계반대방향(151)으로 더욱 회전하여 D 위치로 가면 조절판의 회전통공(53)의 위치가 밸브베이스(40)의 제2조절통공(45b)에 위치하므로 중간량의 유량이 유출되며, 상기 흡착판(70)은 제1, 제2자극(111a, 111b)의 자력에 의해 흡착된 상태를 유지하고 상기 흡착판(70)에 고정된 차단판(75)도 상기 오리피스(24)와 이격되어 유로의 개방상태를 유지한다.

계속하여 상기 조절판(50)이 시계반대방향(151)으로 더욱 회전하여 E 위치로 가면 조절판의 회전통공(53)의 위치가 밸브베이스(40)의 제1조절통공(45a)에 위치하므로 대량의 유량이 유출되며, 상기 흡착판(70)은 제1, 제2자극(111a, 111b)의 자력에 의해 흡착된 상태를 유지하고, 상기 흡착판(70)에 고정된 차단판(75)도 상기 오리피스(24)와 이격된 상태로 유로의 개방상태를 유지 한다. 상기 상태에서 유로 개방수단(G)의 유지전류를 차단하게 되면(F 위치) 그 즉시 제1, 제2자극(111a, 111b)은 자력을 잃고 흡착된 흡착판(70)이 제1, 제2자극(111a, 111b)에서 이탈되어 제2스프링(80)에 의해 차단판(75)의 차단면(78)이 오리피스(24)면을 밀착하여 유로를 폐쇄한다.

따라서 본 발명에 따른 비데의 유량조절밸브는 유로를 개방하는 단계(A-B-C 단계)와, 지정된 각도(C~E)에서의 유량 조절하는 단계와, 흡착유지전류를 차단하여 유로를 폐쇄하는 단계(F), 등 3단계로 유량조절밸브의 작동이 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 상기와 같이 흡착판(70)을 솔레노이드의 자력에 의해 당겨서 흡착하지 않고 스테핑모터(10)의 회전구동력을 이용하여 흡착시키기 때문에 솔레노이드에 강한 자력을 인가하지 않아도 되며, 일단 흡착판(70)이 자극(111)에 흡착되어 흡착상태를 유지하는 경우 극히 미소한 자력으로도 흡착이 유지되므로 종래의 솔레노이드밸브의 소비전력 (약6W) 대비 극히 미소한 전력(약 0.5W)이 소비되어 매우 경제적이고, 또한 상기 솔레노이드에 전력을 공급해주는 전원장치(트랜스, 정류회로등)의 크기 및 원가도 상당히 감소 될 것이다. 또한 상기 리프터(60)가 차단판(75)과 흡착판(70)을 자극(111)측으로 이동시키는 속도가 약 1mm/sec.정도로 상당히 느리므로, 리프트시 상호 접촉으로 인한 충격소음이 거의 발생하지 않으며, 솔레노이드의 유지전류를 차단하여 유로를 차단할 경우, 상기 고무재질의 차단판(75)이 오리피스(24)에 부딪칠 때 발생하는 극히 낮은 충격소음을 발생시킬 뿐이다.

도 9를 참조하면, 유로 차단수단(H)과 유량감지수단(B)사이에 지지판(81)이 설치되어 임펠러실의 상측부를 폐쇄하여 회전유로를 형성하여 임펠러가 원활히 회전하도록 하며, 상기 지지판(81)의 중심부 상측으로 돌출되어 형성된 제2슬라이드돌기(84)는 상기 차단판(75)하부에 형성된 제2슬라이드홀(79a)에 삽입되어 스라이드 되도록 하고, 하부에 형성된 제1 지지홀(86)은 제2임펠러축(92b)이 삽입되어 회동하도록 지지해주는 역할을 한다. 또한 상기 지지판(81)은 그 중심부에서 일정거리 이격된 위치에 제3통공(88)이 형성되어, 세정수가 임펠러실(107)에서 밸브하우징(20)측으로 이동 되도록 한다. 또한 상기 지지판(81)은 그 중심부에서 일정거리 이격된 위치에 제1자극 고정돌기(82a)와 제2자극고정돌기(82b)가 형성되어 유로개방수단(G)의 자극을 압착 하여 고정하는 역할을 한다.

도 8과 도 9를 참조하여 세정수의 흐름경로를 보면, 임펠러하우징(100)의 일측면에 형성된 유입부(101), 분사구(102),임펠러실(107), 지지판(81)의 제3통공(88), 밸브하우징(20)의 오리피스(24), 조절판(50)의 회전통공(53), 밸브베이스(40)의 제1조절통공(45a) 또는 제2조절통공(45b) 또는 제3조절통공(45c), 제1통공(43), 밸브하우징(20)의 유출구(21)의 순서로 세정수가 통과되는 것이다.

도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 비데의 유량조절밸브에 대한 단면도로서 그림에 부여된 식별부호와 명칭은 도 8 및 도 9와 같으며, 차단판(70)이 밸브하우징(20)의 오리피스(24)를 차단하고 있는 상태를 도해한 것이다.

도 12는 본 발명에 따른 비데의 유량조절밸브 중 온도감지수단(A)과 유량감지수단(B)에 대한 단면도로서 세정수 유입부(101)를 통해 유입된 세정수는 임펠러실(107) 내부의 원형으로 된 유로(122)로 유입되며, 상기 임펠러실(107)에 회동되도록 설치된 임펠러(90)가 유체의 속도에 비례하여 회전하게 된다. 따라서 상기 임펠러(90)하부에 삽입된 원통형상이 마그넷(95)이 회전하고, 상기 회전하는 마그넷에서 발생하는 자속의 변화를 홀소자(104)로 감지하여 유량을 감지하게 된다. 상기세정수 인입 유로(122)은 임펠러실과 교차하는 지점에서 점차 통과 단면이 작아진 벤츄리(102)를 형성하여, 세정수가 임펠러실로 빠르게 인입하도록 하므로, 적은 유량에도 임렐러(90)가 원활히 회전 하도록 하는 것이 본 발명의 특징이다.

또한 상기 임펠러실(107)의 일측부에 세정수의 온도를 감지하는 써미스터(120)가 설치되어 온도감지수단(A)을 구성 하며, 그 중앙부에는 상기 임펠러실(107)에서 상기 써미스터(120) 설치부로 누설되는 것을 방지하기 위해 제4실링(121)이 삽입 되어있다.

도 13은 본 발명에 따른 비데의 유량조절밸브중 유로차단수단(H)과 유로 개방수단(G)에 대한 단면도이다. 도 13에 나타난 모든 단면도는 유로가 폐쇄된 상태를 기준으로 도해했다. 단면도 D-D 는 하부에 지지판(81)과, 상기 지지판(81)의 중앙부에 상측으로 돌출되어 형성된 제2슬라이드돌기(84)와, 차단판(70)의 하부에 돌출되어 형성된 제2스프링 가이드리브(79)내에 상호 슬라이드 되도록 삽입된 상태로서 제2스프링이 상기 지지판(81)과 차단판(70)사이에 삽입되어, 상기 차단판을 밸브하우징(20)의 오리피스(24)측으로 탄지 한다.

단면도 F-F는 유로 개방수단(G)에 대한 도해로서 코일(115)가 감긴 보빈(114)과, 상기 보빈(114)의 좌우로 일정거리 돌출되어 형성된 제1자극 및 제2자극 설치부(113a, 113b)와, 상기 자극 설치부(113) 내측에 위치하며 형성된 보빈후크(117)가 각각 대칭으로 형성된 것을 특징으로 하며, 상기 보빈 내부에 1자로 삽입된 코어(115)와, 상기 자극설치부(113a, 113b)의 내부에 삽입되어 상기 코어(115)와 자기적으로 접속된 제1자극(111a) 및 제2자극(111b)을 갖는 것을 특징으로 한다. 따라서 코일(115)에서 발생된 자속이 코어(116)과 제1자극(111a) 및 제2자극(111b)와 흡착판(80)으로 구성된 자기회로를 구성하며, 상기 자기회로를 구성하는 코어((116), 제1자극(111a) 및 제2자극(111b), 흡착판(80)들은 잔류자기가 작은 자성체 재질인 것을 특징으로 한다.

도 14는 본 발명에 따른 비데의 유량조절밸브 중 리프트수단(F)과 유로 개방수단(G)과 유로 차단수단(H)에 대한 단면도이다. 단면도 G-G는 조절판(60)이 시계반대방향으로 회전하여 구동샤프트(30)의 회전스토퍼(31)가 밸브베이스(40)의 고정스토퍼(41b)에 구속 정지된 상태이다. 이 상태에서는 상기 조절판(50)하부에 형성된 회동나선면(55)이 리프터(60) 상부의 고정나선면(62)을 높이(H)만큼을 밀어 내린 상태이고, 상기 리프터(60)에 형성된 리프터축(64)이 밀폐판(70)을 높이(H)만큼밀어 내림으로 인하여, 상기 밀폐판(70)에 고정된 흡착판(70)이 자1자극 및 제2자극에 흡착된 상태이다.

단면도 H-H는 조절판(60)이 시계방향으로 회전하여 구동샤프트(30)의 회전스토퍼(31)가 밸브베이스(40)의 고정스토퍼(41a)에 구속 정지된 상태이다. 이 상태에서는 상기 조절판(50)의 하부에 형성된 회동나선면(55)이 리프터(60) 상부의 고정나선면(62)밀어 내리기 직전상태로서 밀폐판(70)은 제2스프링(80)에 탄지 되어 오리피스(24)측으로 밀착되므로 유로의 차단이 이루어진다.

도 15는 본 발명에 따른 비데의 유량조절밸브 중 유량조절수단(D)에 대한 단면도이다. 유량의 조절은 밸브베이스(40)과 상기 밸브베이스 하단에 밀착 설치되어 일정각도씩 회동하는 조절변(50)의 상대적 회전변위에 의해 유량이 조절되며, 회전 변위에 의한 유량(Q)의 특성과 리프트(60)의 변위(H)와, 유로 개방유지전류(I)에 따른 특성그래프는 도 16의 하단부에 도시된 바와 같으며, 작동에 대한 설명은 앞장에서 기술한 내용으로 갈음 한다

본 발명에 따른 비데의 유량조절밸브는 비데에 공급되는 세정수의 유량을 제어하는 밸브에 관한 것으로, 세정에 최적인 세정수의 유량으로 제어해주고 세정수의 온도를 측정하여, 세정수를 가열하여 주는 히터에 인가하여야 할 인입수의 온도정보를 제공해 주는 역할을 한다. 또한 종래의 전자식 비데에 적용되고 있는 유량제어 관련한 다수개의 부품을 통합하여 1개의 스테핑모터로 구동하는 1개의 밸브로 구성했으므로, 상기 유량제어 관련 부품(정압밸브, 유량조절밸브, 차단밸브, 유량측정장치, 온도 측정장치등)들의 배치공간을 획기적으로 감소시킬 수 있고, 상기 유량제어 관련 부품들 간의 유로 연결부에서의 세정수 누설의 우려를 제거하는 한편, 상기 유량제어 관련한 전체 부품들의 원수가 감소하여 획기적인 원가절감을 도모 할 수 있다. 또한 상기한바 대로 종래의 기술에서는 각 부품들 간의 유로연결부재가 필요하지 않으므로 연결부재비용 및 연결작업비용이 또한 획기적으로 절감 할 수 있을 것이다.

더욱이 종래의 기술에서는 유량조절밸브에 별도의 스테핑모터가 적용되고 차단 밸브에 별도의 솔레노이드 밸브가 적용되어 이에 대한 구동전력이 약 7W 정도 소비 되었으나 본 발명에 따른 비데의 유량조절밸브의 경우 약 1.5W 밖에 소비되지 않으므로 구동부품(스테핑모터, 솔레노이드)에서의 발열이 극히 낮으며, 상기 부품에 구동 전류를 제공하는 전원부(트랜스, 정류회로등)의 크기 및 원가도 획기적으로 감소될 것이다. 또한 종래의 기술에서는 솔레노이드 밸브를 사용 하여 세정수의 개폐를 할 때, 솔레노이드의 플런져와 코아간의 충격소음과, 다이아프램의 이상 진동소음을 동반 했으나 본 발명에 따른 비데용 유량조절밸브의 경우, 극히 낮은 스테핑 모터의 구동소음과 차단판(고무재질)이 오리피스에 부딪쳐 발생하는 극히 낮은 충격음으로서 소비자가 거의 감지할 수 없을 정도로 조용하다.

Claims

전자식 비데의 세정수 유량을 조절하는 밸브에 있어서,

비데로 인입되는 세정수의 온도를 감지하는 온도감지수단(A)과;

상기 인입되는 세정수의 유량을 측정하는 유량감지수단(B)과;

유로의 통과 단면적이 회전각도에 따라 다르게 설정된 밸브베이스(40)와, 상기 밸브베이스(40)에 밀착되어 상대적으로 회동하며 유량을 조절하는 조절판(60)으로 이루어진 유량조절수단(D)과;

스테핑모터(10)와, 구동샤프트(30)로 구성되어 상기 조절판(60)에 회동력을 제공하는 회전구동력제공수단(C)과;

상기 회동하는 조절판(60)과, 조절판(60)에 형성된 회동나선면(55)에 의해 일정거리 리프트되어 이동되도록, 고정나선면(62)이 형성된 리프터(60)로 구성된 리프트수단(F)과;

상기 리프트수단(F)에 의해 일정거리 이동되어 유로상의 오피리스(24)를 개폐하는 유로차단수단(H)과;

상기 유로차단수단(H)에 자력을 인가하여 유로의 개방상태를 유지시켜주는 유로개방수단(G)과;

상기 수단(A,B,C,D,F,G,H)들을 수납 및 지지 고정하는 밸브하우징(20)으로 구성되어진 것을 특징으로 하는 비데의 유량조절밸브.
제 1항에 있어서,

상기 조절판(60)은;

상부에 슬라이드리브(51)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하고,

상기 구동샤프트(30)는;

하부에 제2슬라이드홈(34)이 형성된 것을 특징으로 하며,

상기 슬라이드리브가 제2슬라이드홈에 슬라이드 되도록 삽입되어 회동력이 전달되는 것을 특징으로 하는 비데의 유량조절밸브.
제 1항에 있어서,

상기 리프트수단(F)는;

리프터(60)와 조절판(50)으로 구성되어 작동하며, 제1스프링에 의해 상측방향으로 탄지 되어 밸브베이스(40)의 제1밀폐면(47)에 밀착되어 설치되는 것을 특징으로 하는 비데의 유량조절밸브.
제 1항에 있어서,

밸브베이스(40)는;

하부에 형성된 밀폐면(47)과, 상기 밀폐면(47)에 단면적을 달리하는 제1조절통공(45a), 제1조절통공(45a), 제1조절통공(45a)이 연속적으로 동일원주 상에 형성된 것을 특징으로 하는 비데의 유량조절밸브.
제 1항에 있어서,

상기 유로차단수단(H)는;

자성체 재질의 흡착판(70)과 고무재질의 차단판(75)으로 구성되며, 제2스프링(80)에 의해서 오리피스(24) 방향으로 탄지 되는 것을 특징으로 하는 비데의 유량조절밸브.
제 1항에 있어서,

상기 유로개방수단(G)는;

통전되어 자력을 발생시키는 코일(115)과,

발생된 자력을 상기 흡착판(70)으로 전달하는 제1자극(111a) 및 제2자극(111b)과, 코어(116)와,

상기 코일(115) 및 자극(111) 및 코어(1116)를 지지하는 보빈(114)으로 구성된 것을 특징으로 하는 비데의 유량조절밸브.
제 6항에 있어서,

상기 제1자극(111a), 제2자극(111b), 코어(116)들은 자성체 재질로서 상호 밀착되어 설치되어 ㄷ 자(字)형태를 이루는 것을 특징으로 하는 비데의 유량조절밸브.
제 1항에 있어서,

유량감지수단(B)은;

다수개의 회전날개가 형성된 임펠러(90)와, 상기 임펠러에 삽입 고정되어 자력을 발생시키는 원통형상의 자석(95)과, 자력의 변화를 감지하는 홀소자(104)와, 상기 임펠러 및 자석을 수납하며 홀소자(104)를 고정 지지하는 임펠러 하우징으로 구성된 것을 특징으로 하는 비데의 유량조절밸브.
제 1항에 있어서,

상기 유량감지수단(B)과 유로차단수단(H) 사이에 지지판(81)이 구비되어, 임펠러의 제2 임펠러축(92b)과 제2 스프링(80)과 자극(111a, 111b)을 지지하는 것을 특징으로 하는 비데의 유량조절밸브.
제 9항에 있어서,

상기 지지판(81)은;

대략 원판 형상으로서 밸브하우징(20)의 지지판압입면(28)에 압입되어 설치되며, 중심부에서 일정거리 이격된 위치에 제3통공(88)이 형성된 것을 특징으로 하고, 중심부 상측에 제2슬라이드 돌기(84)와, 중심부 하측에 제1 지지홀(86)이 형성된 것을 특징으로 하는 비데의 유량조절밸브.
제 1항에 있어서,

상기 구동력제공수단(C)을 구동하여 리프트수단(F)과 유로차단수단(H)을 이동시켜 유로를 개방하는 단계와;

지정된 회동구간에서 조절판(50)을 회동시켜 유량 조절하는 단계와;

흡착유지전류를 차단하여 유로를 폐쇄하는 단계 등 3단계로 유량조절작동이 이루어지는 것을 특징으로 하는 비데의 유량조절밸브.