KR930001721B1

KR930001721B1 - 대변기 세정장치

Info

Publication number: KR930001721B1
Application number: KR1019890002349A
Authority: KR
Inventors: 오사무 쯔쯔이; 히사또 하라가; 아쯔오 마끼다; 히로후미 다께우찌
Original assignee: 도또기끼 가부시끼가이샤; 고가요시네
Priority date: 1988-03-02
Filing date: 1989-02-27
Publication date: 1993-03-12
Also published as: GR3003479T3; CA1313000C; DE68900518D1; EP0331461B1; US4989277A; EP0331461A1; KR890014845A; ES2027817T3

Abstract

내용 없음.

Description

대변기 세정장치

제1도는 본 발명에 관한 대변기 세정장치의 제1실시예를 나타내는 설명도.

제2도는 상기 장치의 콘트롤러의 구성도.

제3도는 유량 패턴을 나타내는 다이어그램.

제4도는 제1도에 나타낸 대변기 세정장치의 요부를 나타내는 종단면도.

제5도는 유량제어 밸브 및 그의 액츄에이터의 확대단면도.

제6도∼제9도는 액츄에이터의 압전소자의 단면도.

제10도∼제13도는 압전 액츄에이터의 작동을 나타내는 단면도.

제14도는 유량제어 밸브의 타형식의 예를 나타낸 단면도.

제15도는 본 발명의 제2실시예의 구성도.

제16도는 동장치의 콘트롤러의 구성도.

제17도는 본 발명의 제3실시예를 나타내는 구성도.

제18도는 제17도에 나타낸 콘트롤러의 구성도.

제19도는 제어 플로우챠트.

제20도는 세정수량의 변화를 나타내는 그래프.

제21도는 본 발명의 제4실시예를 나타내는 구성도.

제22도는 배수밸브의 확대단면도.

제23도는 제22도중의 XXⅢ-XXⅢ선 단면도.

제24도는 배수밸브의 다른 실시예를 나타내는 단면도.

제25도는 제어 플로우 챠트.

제26도∼제36도는 배수밸브의 다른 실시예를 나타내는 설명도.

제39도, 제40도는 바이 패스관의 다른 실시예를 나타내는 도면.

제41도는 종래 대변기 세정장치에서 사용되어온 전자밸브의 구성을 나타내는 단면도이다.

종래의 대변기 세정장치로서 플래쉬밸브나 전자(電磁)밸브를 작동시켜 용변후에 세정수를 변기내에 공급하여 변기 내부를 세정하는 대변기 세정장치는 잘 알려져 있다.

이와 같은 대변기 세정장치에 사용되어온 전자밸브 어셈블리로서, 예를들면 일본국 특개소 60-136684호에 기재된 것이 있다.

이 전자밸브 어셈블리의 구성의 개요를 제41도를 참조하여 설명하면 세정수의 유로(344)가 형성된 본체(341)에 유로(344)에 따라서 유입구(342)측으로 부터 순차로 잠금밸브(345), 필터(346), 전자밸브(347)가 설치되며, 또한 통체(354)가 취부되어 유출구(343)가 형성된다.

잠금밸브(345)는 밸브체(348)와 밸브압봉(349)으로 구성되며 통상적으로는 도시한 것처럼 밸브압봉(349)이 상방에 위치하며, 수압에 의해 밸브체(348)가 눌려 올려져 개구(350)가 열려 물이 흐르는 상태이다. 세정수의 공급을 중지시킬 때는 밸브압봉(349)의 나사부를 조여 이를 하방으로 이동시켜 밸브체(348)를 밸브 시이트로 눌러 그의 개구(350)를 폐쇄한다.

전자밸브(347)는 축방향으로 2개 병설한 원통형 전자코일(351) 및 (352)와, 전자코일(351) 및 (352)의 중심부에 끼워 넣어지고, 전자코일(351) 및 (352)의 여자(勵磁)에 의해 축방향으로 이동하는 플랜저(353)와 플랜저(353)선단에 맞닿아 밸브 시이트(355)의 개구(355a)를 개폐하는 밸브체(356)로 이루어진다.

이러한 구성에 의해 전자코일(351) 및 (352)가 함께 비여자(非勵磁)의 상태에서는 스프링(357)의 탄성력에 의해 플랜저(353)가 눌려져서 밸브체(356)가 개구(355a)를 폐쇄하고 있다. 전자코일(351)만이 여자(勵磁)된 경우는 플랜저(353)가 소정거리만 상승하여 밸브체(356)가 수압에 의해 짧게 되어 적은 유량의 세정수가 유출되고, 전자코일(351) 및 (352)가 함께 여자(勵磁)한 경우는 플랜저(353)가 다시 상승하여 전자코일(351)만이 여자한 경우에 비해 많은 유량의 세정수가 유출한다.

따라서 상기 전자밸브의 대변기 세정장치에 이용한 경우에는 소변용과 대변용과 나누어 세정수의 유량을 전기적으로 절환할 수 있다.

그러나, 상기와 같은 전자밸브를 이용한 대변기 세정장치에서는 소변용의 소량의 세정수를 공급하는 동작과 대변용의 대량의 세정수를 공급하는 동작의 2가지 중의 한쪽을 선택함으로서 각각의 동작에 있어서는 수압이나 배관크기등에 의해 정해지는 자연수에 의한 일정의 유량패턴으로 세정수를 흐르게 할 수 밖에 없고, 1회의 세정동작중에 세정수의 유량이 경시적으로 변화하도록 유량을 제어할 수는 없다.

그런데, 변기의 세정효과는 변기의 형상, 배관의 구성, 세정수의 유량, 수압 등의 인자에 의해 크게 좌우되며, 상기 자연유수에 의한 유량패턴의 유수에서는 개개의 변기에 대하여 최대의 세정효과를 올릴 수 없으며, 또한 공급되는 세정수의 양이 불필요하게 많이 된다든지 또는 지나치게 적게된다.

이와 같은 용변후에 세정수를 흘려 변기내를 세정하는 본 세정기능에 더하여, 더욱 세정효과를 높이기 위하여 용변전에 소량의 세정수를 흘리는 예비 세정기능을 갖춘 대변 세정장치로서 예를들면, 일본국 특개소 61-109832호에 제안되어 있다. 이 장치는 사용자의 착좌(着座)를 검출하는 착좌센서를 갖추고, 착좌센서로 부터의 신호에 의하여 대변기로의 급수 배관계에 배설된 전자밸브를 작동시켜 용변전에 소량의 세변기에 흐르도록 구성된 것이다.

그러나, 상기 장치에서는 일반적인 전자(電磁)밸브를 사용하여 세정수의 유량을 제어하고 있기 때문에 세정수의 유량을 정밀하게 조정할 수 없고, 전세정(前洗淨)의 세정수는 극히 소량으로도 충분한 경우에도 필요이상의 세정수가 흘러 세정수의 과다한 낭비로 되는 문제점이 있다. 또한 대변기의 트랩관의 저장수를 내려가게 하거나 워터햄마를 잡아당긴다든지 하는 것도 있다.

또한, 일반적으로 대변기 세정장치에 있어서는 세정수의 배수관에 변기와 일체로 트랩관을 설치하여 이에 의해 사이폰 작용을 일으켜서 변기볼부(ball 部)내에서 배수력을 높힘으로서 세정효과를 높이도록 구성되어 있다. 트랩관에 사이폰 작용을 일으키기 위해서는 적어도 트랩관부가 물에서 가득 채워지지 않으면 아니되나, 종래의 장치에서는 트랩관부가 물로 가득 채워질 때 까지의 사이에도 세정수는 배수되어 버리기 때문에 필요한 배수량보다 훨씬 많은 세정수의 공급이 필요하므로 세정수의 사용량이 많게 되는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 대변기의 형상, 배관특성, 수압, 기타 인자를 고려하고, 또한 전세정과 본세정, 대변, 소변에 따라 세정수의 유량을 제어하고, 이에 의해 세정효과를 향상시킴과 동시에 사용 세정수량을 최소로 억제하는데 있다.

본 발명의 대변기 세정장치는 대변기에 세정수를 공급하는 급수 수단과 상기 급수 수단에 배설되며, 대변기에 공급되는 세정수의 유량을 제어하는 유량제어(流量制御)밸브와, 상기 유량제어 밸브를 구동하는 액츄에이터와, 미리 설정된 유량 패턴프로그램에 따라서 1회의 세정 동작중에 세정수의 유량이 세정 개시시부터 종료시까지 경시적으로 변화하도록 상기 액츄에이터의 작동을 제어하는 제어수단으로 구성되어 있다.

이하, 첨부도면에 의하여 본 발명을 상세히 설명한다.

우선, 제1도 내지 제14도를 참조하여 본 발명의 제1실시예에 대하여 설명한다.

제1도에서 세정수는 빌딩의 옥상등에 설치한 저수탱크(10)로 부터 급수본관(給水本管)(11) 및 급수 분기관(分岐管)(12)을 통하여 각층의 대변기(13)에 공급된다.

급수 분기관(12)에는 급수본관(11)으로 부터 대변기(13)까지의 유로(流路)에 잠금밸브(14), 유량제어 밸브(15) 및 배큠 브레이커(vaccum braker)(16)의 순서로 배설되어 있다.

유량제어 밸브(15)를 구동하는 액츄에이터(40)의 작동은 콘트롤러(17)에 의해 제어되며, 콘트롤러(7)에 세정조작버튼(19)을 갖춘 콘트롤 패널(18)이 접속되어 있다.

제2도에 나타난 바와 같이, 콘트롤러(17)는 마이크로 프로쎄서(MPU)(21)와 입력 인터페이스(22); 출력 인터페이스(23); 대변기(13)의 형상이나 급수관(11), (12)의 배관 특성 및 공급되는 세정수의 수압등을 고려하여 최대의 세정효과를 얻어지도록 미리 설정된 유량패턴 프로그램; 및 후술하는 압전소자(45a), (45b), (45c), (45d)의 구동순서 프로그램을 기억시킨 메모리(24); 로 구성되어 있다.

용변 후 사용자가 콘트롤 패널(18)상의 세정개시 버튼(19)을 누르면 세정개시 버튼(19)으로 부터의 신호가 콘트롤러(17)의 입력 인터페이스(22)로 입력된다. 마이크로 프로쎄서(21)는 입력 인터페이스(22)로 신호가 입력되면 메모리(24)로 부터 유량패턴 프로그램을 읽어내고, 같은 유량패턴 프로그램에 따라서 출력 인터페이스(23)을 거쳐 제어신호를 출력하여 유량제어 밸브(15)의 액츄에이터(40)를 제어한다. 이것에 의해 변기(13)내에 소정의 유량패턴으로 세정수가 공급된다.

제3도에 나타난 그래프에 있어서, A는 본 발명에 의한 유량패턴의 일예를 나타내고, B는 자연 유출에 의한 유량패턴을 나타내고 있다. 이 예에서는 경시적으로 3단계로 세정수의 유량이 감소되고 있다. 즉, 최초의 단계에서 많은 양의 세정수를 흘리고, 이어서 약간 감소된 유량으로 소정 시간만 흘리고, 최후로 급격히 유량을 감소시켜 흐르는 것이다.

상기 유량패턴 A에 따라서 세정수를 유출시킴으로써 대변기에 설치된 트랩관에 있어서 조기에 사이폰 작용을 일으키고, 적은 유량의 세정수를 계속하여 공급하는 것으로 이 사이폰 작용을 지속시킬 수 있다. 따라서, 대변기(13)에 부착하는 오물등을 완전히 제거하고, 또한 흘러나갈 수 있으며, 더우기 트랩관의 저장수를 확보할 수 있기 때문에 종래의 자연유출에 의한 유량패턴의 B의 경우에 비하여 격별하게 세정효과가 향상된다. 또한 사용되는 세정수의 양도 제3도로부터 이해되는 바와 같이, 종래의 유량패턴 B에 비해 현저히 적게 할 수 있다.

상기의 대변기 세정장치의 구체적인 구성을 제4도를 참조하여 설명한다.

제4도에 있어서, 잠금밸브(14)는 밸브체(30), 밸브압봉(31) 및 밸브 시이트(32)로 구성되며, 통상은 도시한 바와 같이, 밸브압봉(31)이 상방에 위치하고, 밸브체(30)가 수압에 의해 눌러 올려져서 밸브 시이트(32)의 개구(32a)가 열려져 있다. 세정수의 공급을 중단시킬 때에는 밸브압봉(31) 나사부를 죄어 하방으로 이동시켜 밸브(30)를 밸브 시이트(32)에 눌러 개구(32a)를 폐쇄시킨다.

본 실시예에서는 유량제어 밸브(15)로서 다이어프램 밸브(33)를 이용하고, 이것을 구동하는 액츄에이터로서 적층식 압전 액츄에이터(40)를 이용한다.

이하, 압전 액츄에이터(40) 구성 및 그 작용에 대하여 제5도∼제13도를 참조하여 설명한다.

제5도에 나타난 바와 같이, 압전 액츄에이터(40)는 선단이 다이아프램 밸브(33)의 밸브체(33a)와 맞닿는 플랜저(44)와 플랜저(44)를 축방향으로 이동시키는 압전소자 조립체(50)로 구성된다. 또 다이아프램 밸브(33)는 밸브체(33a)와 밸브 시이트(34)로 되며, 밸브체(33a)에 의해 개구(34a)가 개폐된다.

플랜저(44)는 대좌(臺座)(42)에 취부된 기판(43)에 축방향으로 전후진 자유롭게 움직이도록 지지되어 있으며, 압전소자 조립체(50)는 플랜저(44)의 외주를 둘러싸 이것과 동심상으로 배설된 4개의 압전소자(45a), (45b), (45c), (45d)와 이들 압전소자를 지지하는 유지구(46) 및 탄성 브릿지(47a), (47b)로 구성되어 있다. 또한 케이싱(casing)(41)은 상기 플랜저(44) 및 압전소자 조립체(54)를 둘러 설치되어 있다. 압전소자(45c), (45d)는 지지구(46)의 선단에 고착되어 케이싱의 거의 중앙부에 배설되어 있으며, 지지구(46)는 그의 기단(基端)이 대좌(42)에 고정되어 있다.

탄성 브릿지(47a), (47b)의 기단은 각각 상기의 압전소자(45c), (45d)에 고착되고, 그의 자유단부는 플랜저(44)의 축방향으로 뻗어서 한쪽만 고정되어 있는 횡봉상으로 되어 있다. 탄성 브릿지(47a), (47b)의 선단의 외주면에는 압전소자(45a), (45b)가 취부되고, 그의 내주면에는 클램프 링(48a), (48b)이 고착되어 있다.

압전소자(45a), (45b), (45c), (45d)는 통전되면 축방향으로 뻗음과 동시에 경방향(經方向)으로 줄어들고, 통전이 정지되면 원래의 상태로 돌아간다.

따라서 압전소자(45a), (45b)는 통전되면 그의 지름은 줄어 플랜저(44)를 클램프하고, 통전이 끊어지면 원상태로 돌아가기 때문에 그이 내경(內徑)이 확대하여 플랜저(44)의 클램프가 해제된다. 한편, 압전소자(45c), (45d)는 통전되면 플랜저(44)의 축방향으로 늘어나고, 통전이 정지되면 플랜저(44)의 축방향으로 줄어들어 원래의 길이로 되돌아온다. 그리하여 상기의 4개의 압전소자(45a), (45b), (45c), (45d)를 제2도에 나타낸 메모리(64)에 기억된 프로그램에 기초로 한 콘트롤러(17)에 의해 제어함으로써 플랜저(44)를 축방향으로 이동시킬 수 있다.

본 실시예에서 사용하는 압전소자(45a), (45b), (45c), (45d)는 제5도 및 제6도에 나타난 바와 같이, 다수의 압전소자편을 플랜저(44)의 축선방향으로 적층하여 형성한 원통상의 소자이며, 원통의 양단에 설치된 전극에 전압을 인가함으로써 축방향으로 늘어남과 동시에 경방향으로 줄어들도록 구성되어 있다.

상기의 압전소자편은 예를들면, 압전 세라믹스로 형성될 수 있고, 그의 압전 세라믹스의 재료로서는 ABO₃페로부스가이트계의 결정구조를 갖는 강유전 재료이며, PZT[Pb(Zr, Ti)O₃]계나, PLZT[Pb(Zr, Ti)O₃, PT(Pb Ti O₃]계 또는 PZT를 기초로 한 삼성분 계의 것을 사용할 수 있다.

또, 제7도에 나타난 바와 같이, 압전소자(45a)∼(45d)는 다수의 얇은 링상의 압전소자편(451)을 플랜저(44)의 축심부위에 경방향으로 적층하여 형성할 수 있다. 이 경우에는 압전의 인가방향은 90도 변화한다.

또한, 압전소자(45a)∼(45d)는 상기 단면 원형의 것만 아니라, 예컨대 단면을 사각형으로 할 수 있고, 또한 제8도, 제9도에 나타난 바와 같이, 할편(割片)(452), (453)으로 형성할 수 있다.

또 제5도에 있어서, 기판(43)과 플랜저(44)의 사이에는 섭동(攝動)저항이 적은 U자형 또는 Y자형의 팩킹(49)이 끼워져 있어서 액츄에이터(40)의 수밀성(水密性)이 높게 된다. 또한 이 팩킹(49), 플랜저(44)의 어느 것인가의 섭동부에 불소수지, 폴리에틸렌수지 등의 낮은 마찰계수, 내마모성 재료를 붙힐 수 있다.

플랜저(44)는 압전소자(45a), (45b)의 내측에 위치하는 클램프링(48a), (48b)에 의해 여러번 클램프되기 때문에 팽창계수가 적고, 경도, 강도, 내클립성, 내마모성이 크며, 가공 정밀도가 높은 것이 바람직하며, 그의 예로서는 세라믹이나 은으로 형성된 것을 들 수 있다.

상기 액츄에이터(40)에 의해 플랜저(44)를 축방향으로 이동시키는 동작을 제10도∼제13도를 참조하여 설명한다.

우선, 제10도에 나타난 바와 같이, 압전소자(45a)로 전압을 인가하여 탄성 브릿지(47a)를 플랜저(44) 방향으로 구부려 클램프링(48a)에 의해 플랜저(44)를 클램프한다. 다음에 제11도에 나타난 바와 같이, 압전소자(45c), (45d)에 전압을 인가하여 압전소자(45c), (45d)를 축방향으로 늘이면 이에 따라 클램프링(48a)에 클램프된 플랜저(44)가 화살표 방향으로 이동한다. 그 후, 제12도에 나타난 바와 같이, 압전소자(45b)로 전압을 인가하여 클램프링(48b)에 의해 플랜저(44)를 클램프하여 압전소자(45a)로의 전압인가를 정지하여 내경을 늘려 클램프링(48)에 의한 플랜저(44)의 플램프를 해제한다. 다음에 제13도에 나타난 바와 같이, 압전소자(45c), (45d)로의 전압인가를 정지하면 압전소자(45c), (45d)는 원래의 길이로 돌아가기 때문에 화살표 방향으로 줄어들고, 클램프링(48d)에 클램프된 플랜저(44)는 다시 화살표 방향으로 이동한다.

상기의 자벌레와 같은 동작을 반복함으로써 플랜저(44)를 ㎛ 오더 또는 서브 ㎛ 오더의 스트로크로 축방향으로 이동시킬 수 있다. 따라서, 이 접층식 압전 액츄에이터(40)을 사용하면 유량제어 밸브(15)를 정밀하고 정확하게 작동시킬 수 있어 세정수의 유량조절에 극히 유효하다.

또 도시한 예에서는 플랜저(44)를 도면중 왼쪽방향으로 이동시키는 경우에 대하여 설명하였으나, 제10도와 제12도에 있어서 통전하는 압전소자(45a), (45b)를 역으로 하면 동일한 방법으로 플랜저(44)를 도면중 오른쪽 방향으로 이동시킬 수 있다.

상기 실시예에서는 유량제어 밸브(15)로서 다이아프램 밸브(33)을 사용하고, 액츄에이터로서 적층식압전 액츄에이터(40)를 사용하는 것을 나타내었으나, 본 발명의 구성은 여기에 한정되지 않고, 액츄에이터로서 압전 바이몰팩츄에이터, 스탭핑 리니어 모터(회전식)와 회전나사를 조합하는 것이나, 스탭핑 모터(회전식)와 회전나사를 조합하는 것 등의 다른 모터나 액츄에이터도 사용될 수 있으며, 유량제어 밸브로서는 파이롯트식, 직동식(直動式)의 구슬형, 구형, 원통형, 문형(門形)등 각종 밸브를 사용할 수 있다.

예를들면, 제14도에는 구슬형 밸브의 스핀들(60)을 기어트레인(61)을 개재하여 스탭핑 모터(62)에서 구동하는 것을 나타냈다.

제15도 및 제16도는 본 발명의 제2실시예를 나타내고 있으며, 이 실시예는 유량제어 밸브(15)와 잠금밸브(14)의 사이에 유량센서(35)를 설치한 구성에 특징을 갖는다.

이러한 구성에 의하여 대변기(13)으로의 세정수의 공급/세정 동작에 있어서, 실제의 유출량을 검출하고, 이 검출치를 메모리(24)로부터 읽어낸 프로그램치와 비교하고 그의 비교치에 기초로 하여 유량제어 밸브(15)를 구동하고 유량패턴프로그램에 따라서 보다 정확히 세정수를 유출할 수 있다. 이 경우, 유량센서(35)를 유량제어 밸브(15)보다 하류측에 설치하는 것도 고려되나, 유량제어 밸브(15)보다 하류는 유량제어 밸브(15)가 폐쇄되어 있을 때는 물이 빠져있고, 유수개시에 공기가 센서에 유입되기 때문에 유량센서(35)를 유량제어 밸브(15)보다 하류측에 설치하는 것은 그다지 바람직하지 않다.

다음에 본 발명이 제3실시예를 제17∼제20도를 참조하여 설명한다.

제17도에 나타난 바와 같이, 급수관(111)에 잠금밸브(112), 유량제어 밸브(113), 배큠 브레이커(vaccum braker)(114)를 직렬로 배설된 급수수단(101)을 저장수(108)가 저류되도록 대변기(103)에 접속하여 있다.

유량제어 밸브(113)는 액츄에이터(104)에 의해 구동되며, 이 액츄에이터는 제1실시예에 나타난 적층식 압전 액츄에이터(40)와 같은 구성의 것을 사용한다.

대변기(103)에는 사용자가 변좌에 착좌하였는지를 검출하는 착좌센서(105)가 설치되어 있다. 이 착좌센서(105)는 광학식 또는 음파식으로 사용자의 변좌(102)상의 존재를 검지하여 착좌를 검출하는 것, 압력식에 사용자의 변좌(102)에 앉을 때의 압력으로부터 착좌를 검출하는 것 등 임의이며, 각 방식에 따라 대변기(103) 주위의 최적 장소에 설치되어 있다.

이들 액츄에이터(104), 착좌센서(105)는 콘트롤러(106)에 접속되어 있으며, 착좌센서(105)의 검출신호는 콘트롤러(106)에 입력되고, 콘트롤러(106)에 의해 액츄에이터(104)의 동작이 제어된다. 또한 이 콘트롤러(106)에는 대변 버튼(171), 소변버튼(172), 셋트 버튼(173)을 갖는 콘트롤패널(107)이 접속되어 있다.

본 실시예에 있어서의 유량제어 밸브(113)의 제어는 제18도 및 제19도에 상세히 나타내어져 있다.

콘트롤패널(107)의 셋트 버튼(173)을 ON으로 셋트하여 놓으면 착좌센서(105)는 사용자가 대변기(103)의 변좌(102)에 착좌하는 것을 검출한다. 이 착좌센서(105)의 검출신호는 제18도에 나타낸 콘트롤러(106)의 입력 인퍼이스(162)에 들어가고, 마이크로 프로쎄서(163)에서 출력 인터페이스(165)를 거쳐 압전 액츄에이터(104)에 동작개시 신호가 출력된다. 이것에 의해 압전 액츄에이터(104)에 구동되는 유량제어 밸브(113)가 개방되어 소량의 전세정용의 세정수가 대변기(103)에 흐르게 된다. 이 전세정은 용변이 종료하여 사용자가 변좌(102)에서 일어설 때까지 계속되도록 하는 것이 가능하며, 또한 일정시간 후에 정지시키는 것도 가능하다. 이것은 콘트롤러(106)의 메모리(164)에 기억시키는 프로그램 내용을 미리 설정함으로서 수행된다. 또, 착좌센서(105)로부터의 신호가 OFF 상태에서는 압전 액츄에이터(104)는 작동하지 않고, 유량제어 밸브(113)은 폐쇄된 채로 된다.

압전 액츄에이터(104)에 대한 폐쇄동작을 수행시키는 경우에 유량제어 밸브(113)에 복귀 스프링을 설치하여 비동작시에 밸브가 닫히는 구조로 할 수 있고, 이와 같이 하면 압전 액츄에이터(104)에 대한 폐쇄동작신호를 정지하는 것 만으로 좋다.

상기 전세정이 행하여진 후, 용변이 종료하여 사용자가 콘트롤패널(107)의 대변 버튼(171), 소변 버튼(172)를 선택하여 ON으로 하면 압전 액츄에이터(104)가 콘트롤러(106)에 의해 제시되어 유량제어 밸브(113)이 작동하여 본세정의 세정수가 대변기(103)으로 흐른다. 전세정 및 본세정에서 공급되는 세정수의 유량제어는 콘트롤러(106)의 메모리(164)에 기억된 유량 패턴프로그램에 따라 행하여지며, 이것은 예컨대, 제20도에 나타난 바와 같이 설정할 수 있다. 제20도에 있어서, C는 전세정의 세정수량을, D는 본 대변의 세정의 세정수량을, E는 본세정의 소변의 세정수량을 각각 나타낸다.

이상과 같이 본 실시예에서는 착좌센서로부터의 신호에 기초로 하여 콘트롤러가 적층식 압전 액츄에이터를 제어하여 전세정이 행하여지며, 또한 사용자가 절환 버튼을 조작함으로써, 본 세정에서는 대변, 소변에 각각 대응하여 세정수의 유량이 제어된다. 또한 이 유량제어에 의해 대변기의 저장수의 흘러 내림이나, 워터햄머를 방지할 수 있다.

이하에 본 발명의 제4실시예를 제21도∼제25도를 참조하여 설명한다.

제21도에 있어서, 대변기(201)는 그의 볼부(201a)의 상부가 2중구조로 되며, 급수관(203)에서 공급되는 세정수를 볼부내에 인도하는 유수통로(201b)가 형성되어 있다. 볼부(201a)의 측부에는 이 볼부(201a)의 저부로부터 세정수를 일단 상방으로 유도하기 위한 트랩관(201c)가 형성되며, 이 트랩관(201c)과 배수관(202)사이에는 배수밸브(204)가 설치되어 있다. 트랩관(201c)으로부터 배수관(202)에 걸쳐서는 이 배수밸브(204)를 우회하는 바이패스관(219)이 설치되고, 이 바이패스관(219)에는 바이패스관(219)를 개폐하는 바이패스 개폐밸브(219a)가 설치되어 있다.

배수밸브(204)는 제22도, 제23도에 나타난 바와 같이, 트랩관(201c)과 배수관(202) 사이에 설치되는 거의 술잔형의 통상체(筒狀體)(205)의 내주부(內周部)에 라버 밸브체(206)을 부설하고, 이 밸브체(206)의 상하 양단연(206a), (206b)을 통상체(205) 상하의 계지부(205a), (205b)에 밀착시킴과 동시에 이 밸브체(206)와 통상체(205) 사이에 삼방밸브(207)에 의해 물을 유입 또는 배출될 수 있도록 한다. 삼방밸브(207)는 제어수단(208)에 의해 구동된다.

이렇게 걸린 조절밸브(204)에 의하면 삼방밸브(207)에 의해 물을 유입시킴으로써 라버 밸브(206)가 제22도, 제23도와 같은 통상체(205)의 옆방향으로 팽출하여 유로의 직경을 죄어 조절밸브(204)를 닫게 하며, 한편 물을 배출시킴으로써 조절밸브(204)를 열게 한다.

또 밸브(206)에는 그의 외표면에 테프론성의 망을 붙임으로써 그의 강도를 높일 수 있으며, 또한 제24도에 나타난 바와 같이, 하부에 핀(206c)을 형성하여 그의 팽출시에 핀(206c)이 옆방향으로 돌출되도록 함으로써 조임 상태를 효율좋게 놓일 수 있다.

바이패스관(219)은 트랩관(201c)에 물을 가득 채울때 트랩관 상부의 공기를 뽑아 사이폰 작용을 효율좋게 행하기 위한 것이므로 전기 바이패스 개폐밸브(219a)는 후술하는 바와 같은 제어수단(208)에 의해 구동된다.

급수관(203)은 변기(201)에 세정수를 유도하는 것으로서, 이곳에는 급수관(203)을 개폐하는 개폐밸브(209)가 설치되며, 이 개폐밸브(209)와 변기(201) 사이에 수량 검출수단(210)이 설치되어 있다.

개폐밸브(209)는 예컨대, 전자밸브 또는 전동밸브등으로 구성되며, 사용자에 의한 소정의 스윗치조작 또는 사용자가 대변기에 착좌한 것을 검출하는 착좌센서의 검출신호등에 기초로 하여 제어수단(208)에서 구동한다.

수량 검출수단(210)은 예컨대, 날개바퀴 등을 이용한 유량센서로 구성되며, 그의 검출신호는 제어수단(208)에서 출력된다. 그리하여 수량 검출수단(210)은 개폐밸브(209)에 의한 급수개시시로부터의 유량을 검출하여 변기로의 세정수의 공급을 검출한다.

제25도는 이상의 구성에 있어서의 본 실시예의 동작을 나타낸 플로우챠트이며, 이하 제25도에 따라 본 실시예의 동작을 설명한다.

전술한 바와 같이, 사용자에 의한 소정의 세정개시조작 또는 사용자가 대변기로 착좌한 것을 검출하는 착좌센서의 검출신호에 기초로 하여 세정동작이 시작되면 제어수단(208)은 우선 스탭 P11에 있어서 삼방밸브(207)를 배수밸브측에 열어 배수밸브(204)를 닫고, 이어서 스탭 P12에서 바이패스 개폐밸브(219a)을 열음과 동시에 스텝 P13에서 개폐밸브(209)를 열어 급수를 개시한다. 그후 스텝 P14에서 수량 검출수단(210)의 출력신호에 기초로 한 소정치, 즉, 볼부내의 수위가 트랩관(210c)의 최상부(210d)의 높이보다 소정치만 높게되고, 트랩관(201c)이 세정수로 가득 채워진 상태로 되도록 값 C1으로 된 [14Y]인가, 아닌가[14Y]를 판단하고, 소정치로 된 경우 [14Y]에는 스탭 P15에서 바이패스 개폐밸브(219a)를 닫음과 동시에 스텝 P16에서 삼방밸브(207)를 배수측에 절환하고, 배수밸브내의 물을 배출시켜 배수밸브(204)을 연다. 물의 배출은 라버밸브체(206)의 탄성력 및 트랩부내의 수압에 의해 삼방밸브(207)를 배수측에 절환하는 것만으로 자동적으로 될 수 있다. 그런 다음, 스텝 P17에서 다시 수량 검출수단(210)의 출력신호에 의해 세정수의 공급량이 소정치 C2로 되는 것을 조건으로서 [17Y] 개폐밸브(216)을 닫아 급수를 정지하여 일련의 세정동작이 종료된다.

또한, 상기 라버밸브체(206)와 통상체(205) 사이에 물을 유입시키나, 물에 한정하지 않고, 타의 액체 또는 가압된 공기 등의 기체를 주입하여도 좋다.

본 실시예에 의하면 배수밸브(204)를 닫아 바이패스관(219)에 의해 트랩부의 공기를 뽑아내고, 세정수를 공급하도록 하였기 때문에 트랩관에 충분한 물을 채울 수 있고, 그후 배수밸브(204)를 열도록 하였기 때문에 다량의 물을 공급하지 않아도 유효하게 사이폰 작용을 일으킬 수 있으며, 변기의 세정이 효율좋게 될 수 있다.

배수밸브는 상기 실시예에 나타난 것 외 제26∼제36도에 나타난 것과 같은 태양으로 할 수 있다.

제26도, 제27도에 나타낸 볼밸브는 제어수단에서 구동되는 모터(220)에 의해 볼밸브(221)를 회전시킴으로써 배수관(202)을 개폐시킬 수 있도록 한 것이다.

또 도면중(222), (223)은 씰(Seal)재이다.

제28도는 형상기억합금을 사용한 배수밸브를 나타낸 것이며, 제23도에 나타낸 것과 거의 같게 설치한 라버(224)와 통상체[배수관(202)]의 벽면(202a) 사이에 제29도, 제30도에 나타내는 코일상의 형상기억합금(225), (226)을 동일 축상에 설치하도록 한 것으로 제29도에 나타내는 형상기억합금(225)은 가열시에 원통상으로, 또 제30도에 나타낸 형상기억합금(226)은 가열시에 거의 북상(鼓狀)으로 되는 형상을 기억시키고 있으며, 열림시에는 제29도에 나타내는 형상기억합금(225)에 통전하여 인가시키며, 한편 닫힘시에는 제30도에 나타내는 형상기억합금(226)에 통전하여 가열시켜서 각각 배수밸브(204)를 닫히거나 열리게 하도록 한 것이다.

제31, 제32도에 나타내는 셔터밸브(204)는 모터(227)에서 링재(228)를 회전시켜 셔터(229)의 개폐를 행하고, 씰용의 라버(230)를 개재시켜 배수관(202)의 개폐를 행하도록 한 것이다.

제33도에서 나타내는 배수밸브(204)는 라버(231)을 배수관(202) 내벽(202a)의 일측부에만 설치하며, 제22도에 나타낸 것과 동일한 삼방밸브(232)에 의해 라버(231)를 팽출시켜 배수관(202)의 개폐를 행하도록 한 것이다.

제34도는, 제35도에 나타내는 버터플라이 밸브(204)는 전술한 볼밸브와 동일하게 밸브체(233)를 모터(234)에 의해 회전시켜 배수관(202)의 개폐를 행하도록 한 것이다.

그리하여 제36도는 가동(可動)철편(235)를 코일(236) 사이에 동작시켜 그의 선단부에 설치된 평판상의 밸브(235a)를 배수관(202)에 대하여 앞뒤로 움직여서 배수관(202)의 개폐를 행하도록 한 것이다.

또한, 수량 검출수단(210)의 별도 실시예로서는 제37도와 같은 변기(201)의 볼부상부에 초음파센서(210A) 도는 도시하지 않은 플로우트 스윗치 등으로 된 수위(水位)센서를 설치하여 구성하도록 하여도 좋으며, 또한 제38도와 같은 볼부(201a) 저부에 수위를 압력으로서 검출하는 압력센서(201B)를 설치하여 구성하도록 하여도 좋다.

그리고, 바이패스관으로는 제39도 및 제40도에 나타낸 바와 같이, 바이패스관(219)에 역지(逆止) 밸브(38)를 설치하여도 좋다.

본 실시예에서는 배수밸브를 닫아 놓고, 트랩관의 공기를 계속 뽑아내어 트랩관에 세정수를 가득 채우도록 한 것이므로 트랩관에 사이폰작용을 일으키도록 하여 유효하게 물을 저장할 수 있고, 그런 다음 배수밸브를 열어 배수하므로 소량의 세정수로도 유효하게 사이폰작용을 일으킬 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 1회의 세정작용에 있어서, 세정유량을 경시변화할 수 있도록 구성하였기 때문에 대변기의 형상, 배관특성, 수압, 기타 인자에 대응하여 미리 설정한 최적의 유량패턴에서 세정수를 대변기중에 공급할 수 있다. 이에 의해 세정효과가 대폭 향상됨과 동시에 사용 세정수의 유량이 최소로 억제된다.

또한, 유량제어 밸브를 구동하는 액츄에이터를 미소 거리씩, 따라서 실질적으로 무단계로 작동하는 적층식 압전 액츄에이터에 의해 구성함으로써, 미리 설정한 유량 패턴프로그램에 따라 정밀하고 정확히 유량을 제어하는 것이 가능하다.

또한 유량제어 밸브의 동작을 정밀하게 제어하는 것이 가능하게 되기 때문에 전세정 및 본세정에 적합한 유량의 제어가 가능하고, 본세정에 있어서 대변, 소변에 대응하여 가장 유효한 유량의 세정수를 흐르도록 할 수 있고, 대변기의 저장수의 흐름이나 워터햄머를 방지할 수 있다.

더우기 소량의 세정수로 유효하게 사이폰작용을 일으키게 할 수 있고, 그의 세정효과를 높힘과 동시에 절수효과를 높일 수 있다.

본 발명의 구체예에 고려된 것이 기재되었다 하더라도 본 발명이 본 발명의 필수적인 특성을 떠남 없이 다른 특정형태로 구현될 수 있음을 이해되어야 한다. 따라서, 여기에서의 구체예는 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다.

Claims

대변기에 세정수를 공급하는 공급수단과 상기 급수수단에 배설되며, 대변기에 공급되는 세정수의 유량을 제어하는 유량제어 밸브(15)와, 상기 유량제어 밸브(15)를 구동하는 액츄에이터(40)와, 미리 설정된 유량 패턴프로그램에 따라 1회의 세정동작중에 세정수의 유량이 세정개시시부터 종료시까지 경시적으로 변화하도록 상기 액츄에이터(40)의 동작을 제어하는 제어수단으로 구성된 대변기 세정장치.
제1항에 있어서, 상기 제어수단은 세정수의 유량이 단계적으로 점차 감소하도록 상기 액츄에이터(40)의 작용을 제어하는 대변기 세정장치.
제2항에 있어서, 상기 제어수단은 세정수의 유량이 3단계로 변화하도록 상기 액츄에이터(40)의 작동을 제어하는 대변기 세정장치.
제1항에 있어서, 상기 액츄에이터(40)는 일단이 유량제어밸브(33)의 밸브체(33a)로 접속된 플랜저와 상기 플랜저를 축방향으로 이동시키는 압전소자 조립체(50)를 갖춘 압전 액츄에이터로 구성되는 대변기 세정장치.
제4항에 있어서, 상기 압전소자 조립체(50)는 통전에 의해 상기 플랜저(40)의 경방향으로 신축하고, 상기 플랜저를 파지(把持)하는 압전소자(45a), (45b)와 통전에 의해 플랜저의 축방향으로 신축하고, 상기 플랜저를 상기 압전소자와 함께 축방향으로 이동시키는 압전소자(45c), (45d)와 상기 압전소자(45a), (45b), (45c), (45d)를 지지하는 지지구(46)로 구성되는 대변기 세정장치.
제4항에 있어서, 상기 대변기 세정장치는 다시 사용자가 대변기에 착좌하는 것을 검출하는 착좌센서(105)와 사용자에 의해 대변용 세정과 소변용 세정과에 절환되는 절환수단을 갖추고, 상기 제어수단은 상기 착좌센서(105)로부터의 신호 및 상기 절환수단으로부터의 신호에 의해 상기 액츄에이터(40)를 동작시키는 대변기 세정장치.
제6항에 있어서, 상기 제어수단은 상기 착좌센서로부터의 신호에 의해 소량의 세정수를 흐르게 하여 예비세정을 행하고, 용변후에 절환수단으로부터의 신호에 따라 대변용의 비교적 대량의 세정수, 또는 소변용의 비교적 소량의 세정수를 흐르게 하여 본 세정을 행하는 대변기 세정장치.
제1항에 있어서, 상기 대변기 세정장치는 상기 급수수단에 의해 대변기내에 공급된 세정수를 사이폰작용에 의해 배출시키는 트랩관(201c)과 상기 트랩관에 접속된 배수관(202)과, 상기 배수관에 설치된 배수관을 개폐하는 배수밸브(204)와, 상기 배수밸브를 우회하여 상기 트랩관과 상기 배수관을 연통시키는 바이패스관(219)과, 상기 바이패스관을 개폐하는 바이패스 개폐밸브(219a)와, 상기 급수수단에 의해 대변기내에 공급된 세정수의 양을 검출하는 수량 검출수단을 갖고, 상기 제어수단은 세정개시시에 상기 배수밸브(204)를 닫아 세정수를 대변기에 공급함과 동시에, 상기 바이패스 개폐밸브(219a)를 열어 상기 수량 검출수단에 의해 상기 볼부(201a)내의 수량이 소정량으로 된 것이 검출된 때에 상기 배수밸브를 열어 배수를 행함과 동시에 상기 바이패스 개폐밸브(219a)를 닫는 대변기 세정장치.
제8항에 있어서, 상기 수량검출수단(210)은 세정수의 유량을 검출하는 유량센서(35)인 대변기 세정장치.
제8항에 있어서, 상기 수량검출수단(210)은 상기 볼부(201a)내의 수위를 검출하는 수위센서(210A)인 대변기 세정장치.
제8항에 있어서, 상기 수량검출수단(210)은 상기 볼부(201a) 내의 저부수압을 검출하는 압력센서(210B)인 대변기 세정장치.