KR950011800B1 - 연속급수기능을 구비한 자동수도전 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

연속급수기능을 구비한 자동수도전

제1도는 본 발명의 자동수도전의 일부절개 측면도.

제2도는 본 발명의 자동수도전의 정면도.

제3a도는 자동급수 및 지수상태에 있는 본 발명의 밸브어셈블리의 횡단면도.

제3b도는 무제한 연속급수상태에 있는 본 발명의 밸브어셈블리의 횡단면도.

제4a도는 자동급수 및 지수상태에서 개폐밸브부가 폐쇄된 상태를 도시한 본 발명의 밸브어셈블리의 종단면도.

제4b도는 자동급수 및 지수상태에서 개폐밸브부가 개방된 상태를 도시한 본 발명의 밸브어셈블리의 종단면도.

제5a도는 본 발명의 밸브몸체의 횡단면도.

제5b도는 본 발명의 밸브몸체의 종단면도.

제5c도는 본 발명의 밸브몸체의 구성부품인 밸브몸체부의 배면도.

제6도는 본 발명의 혼합밸브의 사시도.

제7a도는 후방덮개부가 제거되고 혼합밸브공간에 혼합밸브가 설치된 밸브몸체부의 배면도로서, 혼합밸브가 냉수와 온수를 동시에 유입하도록 위치한 상태의 배면도.

제7b도는 제7a도의 밸브몸체부의 배면도로서, 혼합밸브가 냉수만 유입하도록 위치한 상태의 배면도.

제7c도는 제7a도의 밸브몸체부의 배면도로서, 혼합밸브가 온수만 유입하도록 위치한 상태의 배면도.

제8a도는 본 발명에 이용된 센서플러그와 포토인터럽터의 평면도로서 개폐밸브부가 닫혔을 때의 상태도.

제8b도는 제8a도에서 개폐밸브부가 열렸을 대의 센서플러그와 포토인터럽터의 상태도.

제9도는 본 발명의 밸브어셈블리의 구성부품인 캠, 작동핀 및 캠정 열돌기의 구성관계를 나타낸 구성도.

제10도는 본 발명의 자동수도전의 기능을 수행하기 위한 제어회로이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 밸브어셈블리 2 : 제어회로기판

3 : 하우징 4 : 플렉시블관

5 : 토출관 6 : 감지센서

7 : 토출구 8 : 토출헤드

10 : 밸브몸체 11 : 밸브몸체부

12 : 후방덮개부 13 : 냉수유입관

14 : 온수유입관 15 : 밸브부공간

16 : 구동부공간 17 : 건전지내장공간

18 : 캠축관통구 19 : 혼합밸브공간

20 : 냉수통로 21 : 온수통로

22 : 연통구 23 : 유출구

24 : 덮개판 30 : 혼합밸브

31 : 굴곡홈 32 : 씨일링홈

33 : 관통구 35 : 혼합밸브작동부

36 : 작동로드 37 : 온도조절노브

40 : 개폐밸브부 41 : 슬리이브

41a : 유입구 41b : 유입공

41c : 유출구 41d : 캠축관통구

42 : 피스톤 42a : 전방피스톤부

42b : 후방피스톤부 42c : 유입공

42d : 유출공 43 : 릴리프밸브

44 : 원추스프링 45 : 구멍막힘방지핀

46 : 작동핀 47 : 코일스프링

48 : 부싱 48a : 유출구

48b : 캠축관통구 49 : 피스톤시트

50 : 시일 링 60 : 개폐밸브구동부

61 : 캠축 61a : 캠(cam)

62 : 모터 63 : 동력전달기어열

64 : 센서플러그 64a : 광차단부

64b : 개방부 65 : 센서

65a : 발광소자 65b : 수광소자

66 : 포토인터럽터 80 : 무제한연속급수작동부

81 : 연속급수버튼 81a : 누름판

81b : 캠정연돌기 82 : 레바

83 : 자동전환버턴 84 : 마이크로스위치

85 : 판스프링 90 : 타이머회로

91 : 타이머시간 설정회로 92 : 타이머스위치

[발명의 분야]

본 발명은 감지센서의 반사체감지에 의해서 자동으로 급수 및 지수를 조절하고 소형건전지를 이용하는 자동수도전에 관한 것으로서, 특히 버튼조작에 의한 무제한연속급수기능과 타이머에 의한 제한연속급수기능이 추가된 개선된 자동수도전에 관한 것이다.

[발명의 배경]

종래 솔레이노이드밸브와 다이아프렘을 이용하여 물의 흐름을 개폐하도록 되어 있는 자동수도전은 많은 전류를 소모하여 사용전원을 이용하여야 하고, 개폐밸브가 열리고 닫힐 때에 물의 충격현상으로 인해 요란한 충격음이 발생하며, 구성부품이 빨리 마모되는 등의 문제점이 있었다.

본 발명자는 상기와 같은 종래 자동수도전의 문제점을 해결하기 위해서 한개의 소형건전지를 사용하고도 장기간(약 5년) 작동될 수 있는 특수개폐밸브어셈블리를 개발하고 아울러 이를 적용한 자동수도전을 개발하여 1992년 7월 7일자에 특허출원(특허출원 제 92-12187호)을 한 바 있다.

상기 선출원의 자동수도전은 개폐밸브어셈블리가 수압차에 의해서 개폐작용이 이루어지도록 특수하게 구성되어 있기 때문에 많은 전류를 소모하지 않아 소형건전지로도 장기간(약 5년) 사용할 수 있고, 개폐작용이 천천히 행해져서 물이 급격하게 흐르고 급격하게 정지되는 충격현상이 발생하지 않으며 또한 구성부품의 마모가 거의 없어 반영구적으로 사용할 수 있는 것이다.

그러나 선출원의 자동수도전은 감지센서의 반사체감지에 의해서만 자동으로 급수 및 지수를 하는 것이다. 따라서 용기나 싱크대에 물을 담을 때에는 물이 용기나 싱크대에 원하는 양만큼 담겨질 때까지 반사체(손)을 계속해서 감지센서의 감지범의에 위치시켜야 하는 불편함이 있었다. 또한 용기나 싱크대에는 그 크기에 따라서 일정한 시간동안 급수하면 물이 충만하게 되는데 선출원의 자동수도전을 일정시간동안 급수하고 그 시간이 지나면 자동으로 지수하는 기능이 구비되어 있지 않았다.

[발명의 목적]

본 발명은 전술한 선출원의 자동수도전의 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 수압차에 의해서 개폐작용이 이루어지도록 된 개폐밸브어셈블리의 구성원리는 그대로 적용하여 그 장점을 살리면서도, 버튼조작에 의한 무제한연소급수기능과 타이머에 의한 일정시간동안의 제한 연속급수기능이 추가된 자동수도전을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 물의 온도를 원하는 온도로 수시로 조절할 수 있도록 하기 위해서 노브(knob)에 의해서 수동으로 냉수와 온수의 혼합비를 조절할 수 있도록 된 자동수도전을 제공하는데 있다.

[발명의 요약]

본 발명의 자동수도전은 필요시 무제한연속적인 급수작용이 이루어질 수 있도록 밸브부공간의 전면을 덮는 덮개판에 구성되어 있는 것으로서, 개폐밸브부의 작동핀을 후방으로 누르는 누름판과, 캠을 자공핀의 방향과 평행하게 정열시키는 캠정열돌기가 선단에 형성되어 있는 것으로서 상기 덮개판에 전후이동가능하도록 관통하여 설치되어 있는 연속급수 버튼; 시소운동을 할 수 있도록 중심부가 덮개판에 설치되어 있고 일단 이 상기 연속급수버튼에 연결되어 있는 레바; 상기 레바의 타단에 설치되어 있는 자동전환버튼; 상기 자동전환버튼에 의해서 작동될 수 있도록 밸브몸체에 설치되어 있는 마이크로위치; 눌러진 상태의 연속급수 바튼이 수압에 의해서 튀어나오는 것을 방지하기 위해서 덮개판에 설치되어 있는 판스프링으로 이루어진 무제한연속급수작동부가 추가로 설치되어 있으며, 타이머스위치의 조작에 의해서 설정된 일정시간동안 제한연속급수작용을 행할 수 있도록 제어회로에 타이머회로와 타이머시간설정회로가 구성되어 있으며, 수동으로 물의 온도를 조절할 수 있도록 밸브몸체의 혼합밸브공간에 설치된 혼합밸브, 하우징외부에 노출된 온도조절 밸브 및, 혼합밸브와 온도 조절밸브를 연결하는 작동로드가 구성되어 있다.

[발명의 구체적 실시예에 대한 설명]

이하 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 자동수도전은 제1도의 일부절개 측면도에 도시되어 있는 바와 같이, 유입되는 냉수와 온수를 혼합하여 물의 온도를 조절하는 혼합밸브 및 혼합밸브작동부, 물의 흐름을 개폐하는 개폐밸브부 및 상기 개폐밸브부를 구동하는 개폐밸브구동부, 물을 무제한으로 연속적으로 토출하도록 전환하고 또한 원래의 감지센서의 반사체감지에 의한 자동급수 및 지수상태로 복귀시킬 수 있도록 된 무제한연속급수작동부, 그리고 소비되는 전류를 공급하는 건전지가 구성되어 있는 밸브어셈블리(1); 상기 밸브어셈블리(1)의 외부면에 부착되어 있는 것으로서 물이 일정시간동안 제한연속급수되도록 하는 타이머회로 및 타이머시간설정회로가 추가로 구성되어 있는 제어회로기판(2); 상기 밸브어셈블리(1)와 제어회로기판(2)을 감싸는 하우징(3); 상기 밸브어셈블리(1)를 통과한 물이 흐르는 플렉시블관(4) 및 그 플래시블관(4)을 내장하는 토출관(5) 그리고; 상기 토출관(5)의 토출선단에 결합되어 있는 것으로서 감지센서(6)가 구성되어 있고 토출구(7)가 형성되어 있는 토출헤드(8)로 이루어져 있다.

본 발명의 자동수도전은 제2도의 정면도에 도시된 바와 같이, 하우징(3) 전면에 밸브어셈블리(1)의 무제한연속급수작동부의 연속급수버튼(81)과 자동전환버튼(83), 혼합밸브작동부의 온도조절노브(37), 그리고 물이 설정된 일정시간동안 제한연속급수되도록 조작하는 타이머스위치(92)가 설치되어 있다.

본 발명은 밸브어셈블리(1)의 구성에 특징이 있는 것이므로 먼저 밸브어셈블리에 대해서 구체적으로 설명한다.

밸브어셈블리(1)는 제3a도, 제3b도 및 제4a도, 제4b도에 도시되어 있는 바와 같이, 밸브몸체(10), 냉수와 온수를 혼합하는 혼합밸브(30) 및 혼합밸브작동부(35), 물의 흐름을 수압차를 이용하여 개폐하는 개폐밸브부(40), 상기 개폐밸브부(40)를 작동시키는 개폐밸브구동부(60), 그리고 무제한연속적으로 급수작용이 이루어지도록 하는 무제한연속급수작동부(80)로 이루어져 있다.

밸브몸체(10)는 제5a도, 제5b도, 제5c도에 도시되어 있는 바와 같이 밸브몸체부(11)와 후방덮개부(12)로 이루어진 것으로서 후방덮개부(12)에는 냉수유입관(13)과 온수유입관(14)이 구성되어 있으며; 밸브몸체부(11)에는 개폐밸브부(40)의 설치를 위한 밸브부공간(15), 개폐밸브구동부(60)의 설치를 위한 구동부공간(16), 그리고 건전지설치를 위한 건전지내장공간(17)이 형성되어 있으며; 밸브부공간(15)과 구동부공간(16) 사이에 캠축관통구(18)가 형성되어 있다. 또한 밸브부공간(15) 상부에 혼합밸브공간(19)이 형성되어 있으며, 냉수통로(20)가 냉수유입관(13)과 혼합밸브공간(19)을 연통하도록 형성되어 있고 온수통로(21)가 온수유입관(14)과 혼합밸브공간(19)을 연통하도록 형성되어 있으며; 밸브공간(15)과 혼합밸브공간(19) 사이에 연통구(22)가 형성되어 있으며, 밸브구공간(15)의 전방하부에는 유출구(23)가 형성되어 있다.

밸브공간(15)는 전방부가 큰 지름으로 형성되어 있고 후방부는 작은 지름으로 형성되어 단이져 있으며, 밸브부공간(15)의 전면은 덮개판(24)에 의해서 밀폐되어 있다.

물의 온도를 조절하는 혼합밸브(30)는 밸브몸체(10)의 혼합밸브공간(19)에 설치되는 것으로서 제6도에 도시되어 있는 바와 같이 중앙축부 일부에 굴곡홈(31)이 형성되어 있으며, 양단측부에 씨일 링(seal ring) 홈(32)이 형성되어 있으며, 중심부에 혼합밸브작동부에 의해서 혼합밸브(30)를 회전시킬 수 있도록 각이진 관통구(33)가 형성되어 있다.

제7a도, 제7b도, 제7c도는 후방덮개부(12)가 제거된 밸브몸체부(11)의 배면도로서 혼합밸브공간(19)에 혼합밸브(30)가 설치된 상태를 도시하고 있다. 혼합밸브(30)는 혼합밸브공간(19)에서 좌 또는 우로 회전하여 굴곡홈(31)으로 들어오는 냉수와 온수의 혼합지를 조절함으로써 물의 온도를 조절한다.

제7a도의 상태는 냉수통로(20)와 온수통로(21)가 혼합밸브(30)의 굴곡홈 (31)과 연통되어 있는 상태이다. 이 상태에서는 냉수와 온수가 동시에 혼합밸브(30)의 굴곡홈(31)으로 들어와서 밸브몸체(10)의 연통구(22)를 통하여 밸브부공간(15)으로 들어간다.

제7b도의 상태는 냉수통로(20)과 굴곡홈(31)은 연통되어 있으나 온수통로 (21)와 굴곡홈(31)사이는 차단되어 있는 상태다. 이 상태에서는 냉수만 혼합밸브(30)의 굴곡홈(31)으로 들어와서 연통구(22)를 통하여 밸브부공간(15)으로 들어간다.

제7c도의 상태는 온수통로(21)와 굴곡홈(31)은 연통되어 있으나 냉수통로 (20)와 굴곡홈(31) 사이는 차단되어 있는 상태다. 이 상태에서는 온수만 혼합밸브 (30)의 굴곡홈(31)으로 들어와서 연통구(22)를 통하여 밸브공간(15)으로 들어간다.

이와 같이 혼합밸브(30)는 냉수와 온수의 혼합비를 적절히 조절함으로써 물의 온도를 조절하는 것이다.

혼합밸브(30)는 수동으로 작동되는데 제4a도, 제4b도에 도시되어 있는 바와 같이, 혼합밸브(30)중심의 각이진 관통구(33)에 후단이 끼워진 작동로드(36)와, 상기 작동로드(36)의 선단에 결합되어 있는 온도조절노브(37)로 이루어진 혼합밸브작동부 (35)에 의해서 조작된다.

물의 흐름을 개폐하는 개폐밸브부(40)는 상기 밸브몸체(10)의 밸브부공간 (15)에 설치되어 있으며, 제3a도, 제3b도 및 제4a도, 제4b도에 도시된 바와 같이, 큰 지름의 전방부와 작은 지름의 후방부가 일체로 되어 있으며, 전면이 개방되어 있고, 후방부의 측벽에 수개의 유입구(41a)가 일정간격으로 뚫려 있으며, 후방벽 중심부에 한개의 작은 지름의 유입공(41b)이 뚫려 있으며, 전방부 하부에 물이 유출되는 한개의 유출구(41c)와 전방부측부에 후술하는 캠축이 관통하는 캠축관통구(41d)가 형성되어 있는 슬리이브(41); 상기 슬리이브(41)의 후방부내부에서 전후왕복운동을 하는 것으로서 다수의 유입공(42c)이 뚫려 있는 후방피스톤부(42b)와 한개의 원추형 유출공 (42d)이 뚫려 있는 전방피스톤부(42a)가 나사결합하여서 된 피스톤(42); 상기 피스톤(42)의 내부에 설치된 것으로서 일부분이 피스톤(42)의 유출공(42d)에 삽입되도록 된 릴리프밸브(43)와 상기 릴리프밸브(43)에 전방으로의 힘을 가하는 원추스프링(44); 후방피스톤부(42b)의 중심에 고정되어 상기 슬리이브(41)의 작은 지름의 유입공(41b)을 관통하고 있는 구멍막힘방지핀(45); 릴리프밸브(43)에 고정되어 릴리프밸브(43)를 개폐시켜주는 작동핀(46); 후방피스톤부(42b)와 슬리이브(41)의 후방벽 사이에 설치된 것으로서 피스톤(42)에 전방으로의 약한 힘을 가하는 코일스프링(47); 그리고 슬리이브(41)의 전방부내부에 설치되어 피스톤(42)의 전방향운동을 제한하는 것으로서 슬리이브(41)의 유출구(41c)와 대응하는 위치에 유출구(48a)가 형성되어 있으며 슬리이브(41)의 캠축관통구(41d)와 대응하는 위치에 캠축관통구(48b)가 형성되어 있는 부싱(48) 및 상기 부싱(48)의 후방에 설치되어 있는 피스톤시트(49)로 이루어져 있다. 슬리이브(41)의 후방외면 전방에는 슬리이브(41)의 외면과 밸브부공간 (15)의 내면 사이의 기밀을 유지하기 위한 시일링(seal ring)(50)이 구성되어 있다.

다음은 개폐밸브부의 작동핀(46)을 작동시키기 위해서 선단에 캠(61a)이 형성되어 있는 캠축(61)을 구동시키는 것으로서 구동부공간(16)에 설치되어 있는 개폐밸브구동부(60)에 대해서 설명한다.

개폐밸부구동부(60)는 제3a도, 제3b도에 도시되어 있는 바와 같이 소형의 모터(62), 선단에 캠(61a)이 형성되어 있으며 구동부공간(16)과 밸브부공간(15)사이의 캠축공간통구(18), 슬리이브(41)의 캠축공간통구(41d) 및 부싱(48)의 캠축관통구 (48b)를 관통하는 캠축(61), 상기 모터(62)의 축과 캠축(61) 사이에 구성되어 있는 동력전달기어열(63), 캠축(61)의 후단에 끼워져 있는 센서플러그(sensor plug)(64), 그리고 상기 센서 플러그(64)의 가장자리 주위에 배치되어 있도록 ㄷ자 형상을 하고 있으며 발광소자(65a)와 수광소자(65b)로 된 센서(65)가 구성되어 있는 포토인터렙터 (photo interrupter)(66)로 이루어져 있다.

센서플러그(64)는 제8a도, 제8b도에 도시되어 있는 바와 같이 반대쪽에 90°의 부채꼴이 절단되어 있는 원판이다. 즉 90°의 부채꼴의 광차단부(64a)와 90°의 부채꼴의 개방부(64b)가 교대로 구성된 나비형상을 하고있다.

다음은 연속적으로 급수작용이 이루어지도록 하는 무제한연속급수작동부(80)에 대해서 설명한다.

무제한연속급수작동부(80)는 밸브부공간(15)의 전면을 덮는 덮개판(24)에 구성되어 있는데, 개폐밸브부(40)의 자동핀(46)을 후방으로 누르는 누름판(81a)과, 캠 (61a)을 작동핀(46)의 방향과 평행하게 정열시키는 캠정열돌기(81b)가 선단에 형성되어 있는 것으로서 상기 덮개판(24)에 전후이동가능하도록 관통하여 설치되어 있는 연속급수버튼(81); 시소(seesaw)운동을 할 수 있도록 중심부가 덮개판(124)에 설치되어 있고 일단이 상기 연속급수버튼(81)에 연결되어 있는 레바(82); 상기 레바(82)의 타단에 설치되어 있는 자동전환버튼(83); 상기 자동전환버튼(83)에 의해서 작동될 수 있도록 밸브몸체(10)에 설치되어 있는 마이크로스위치(84); 눌러진 상태의 연속급수버튼(81)이 수압에 의해서 튀어나오는 것을 방지하기 위해서 덮개판(24)에 설치되어 있는 판스프링(85)으로 이루어져 있다.

상기 연속급수버튼(81) 및 자동전환버튼(83)의 선단은 하우징(3) 외부에 노출되어 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 자동수도전은 다음과 같이 작용한다. 냉수는 밸브몸체(10)의 냉수유입관(13) 및 냉수통로(20)를 통하여, 온수는 온수유입관(14) 및 온수통로(21)를 통하여 혼합밸브(30)의 굴곡홈(31)으로 들어가서 혼합된다. 혼합밸브 (30)는 하우징(3) 외부에 노출되어 있는 온도조절노브(37)의 수동조작에 의해서 회전하여 굴곡홈(31)으로 들어오는 냉수와 온수의 혼합비를 조절함으로써 물의 온도를 조절한다. 혼합된 물은 굴곡홈(31)으로부터 연통구(22)를 통하여 밸브부공간(15)으로 들어간다. 이 물은 개폐밸브부(40)의 동작에 의해서 흐름이 개폐된다.

개폐밸브부(40)가 폐쇄상태에 있을 때는 제4a도와 같은 상태가 된다. 이 상태에서는 개폐밸브부(40)의 자동핀(46)의 방향과 개폐밸브구동부(60)의 캠(61a)의 방향이 평행이 되어 작동핀(46)과 캠(61a)이 접촉하지 않는다.

개폐밸브구동부(60)의 캠(61a)이 밸브폐쇄상태에서 90°회전하면 제4b도에 도시되어 있는 바와 같이 캠(61a)이 작동핀(46) 및 릴리프밸브(43)를 경사시켜 릴리프밸브(43)와 피스톤(42)의 유출공(42d)사이에 틈새가 생긴다. 이때 같은 양의 물이 슬리이브(41)의 후방벽에 형성되어 있는 유입공(41b), 후방피스톤부(42b)에 형성되어 있는 유입공(42c), 그리고 릴리프밸브(43)와 피스톤(42)의 유출공(42d) 사이의 틈새를 통하여 흐르게 된다. 이와 같은 물의 유동이 발생하게 되면 베르누이정리에 의해서 피스톤(42)내부와 후방 피스톤부(42b)와 슬리이브(41) 후방벽 사이의 공간의 압력이 강하된다. 따라서 피스톤(42) 후방의 압력이 피스톤(42)원통벽 외부의 압력보다 상대적으로 낮기 때문에 그 수압차에 의해서 피스톤(42)은 후방으로 이동한다.

피스톤(42)이 후방으로 이동하면 개폐밸브부는 제4b도에 도시되어 있는 상태로 되어 대량의 물이 슬리이부(41)후방부의 측벽에 형성된 유입구(41a)를 통하여 슬리이브(41)내로 들어와서 부싱(48)의 내부공간으로 흐르고 부싱(48)의 유출구(48a), 슬리이브(41)의 유출구(41c) 및 밸브몸체(10)의 유출구(23)를 통하여 유출되고 토출헤드(8)를 통하여 최종적으로 토수된다. 즉, 개폐밸브개방상태가 된다. 이 상태에서 개폐밸브부내의 수압은 부피에 비해서 유량이 많은 피스톤전방가장자리부, 부싱(48)내부를 따라 외부로 배출된다. 그리고 작은 지름의 유입공(41b)를 통해서 피스톤전방 및 내부, 대기와 가까운 부싱(48) 내부순으로 낮아진다. 따라서 대부분의 물은 유입구(41a), 피스톤전방 및 내부, 대기와 가까운 부싱(48) 내부순으로 낮아진다. 따라서 대부분의 물은 유입구(41a), 피스톤 후방 및 내부를 흐르는 소량의 물도 그 곳의 수압이 피스톤전방중심부의 수압보다는 높기 때문에 피스톤전방중심부, 부싱(48) 내부를 따라 외부로 배출된다. 또한 이 상태에서는 피스톤(42) 전방가장자리부의 수압에 의해 피스톤에 가하는 힘이 피스톤(42)후방의 수압에 의해 피스톤에 가하는 힘과 코일스프링(47)의 탄성력을 합한 힘보다 크기 때문에 피스톤(42)은 후방으로 이동된 상태를 유지한다.

물의 흐름을 폐쇄할 때에는 개폐밸브구동부(60)의 캠(61a)를 개폐밸브개방상태에서 90°회전시키면, 원추스프링(44)의 복원력에 의해서 제4a도에 도시되어 있는 바와 같이 작동핀(46) 및 릴리프밸브(43)가 경사상태에서 수평으로 복귀하고 릴리프밸브(43)와 피스톤(42)의 유출공(42d)사이의 틈새가 폐쇄된다. 릴리프밸브(43)와 피스톤(42)의 유출공(42d)사이의 틈새가 폐쇄되어 슬리이브(41)의 유입공(41b) 및 후방피스톤부(42b)의 유입공(42c)을 통과하는 물의 흐름이 정지되면, 피스톤(42)내부의 압력과 후방피스톤부(42b)와 슬리이브(41)후방벽 사이의 공간의 압력이 물이 흐르고 있는 피스톤(42)의 전방의 압력보다 높게 되고 또한 피스톤(42)에는 코일스프링(47)의 탄성력이 가해지고 있기 때문에 피스톤(42)은 전방으로 이동한다. 따라서 피스톤(42)이 피스톤시트(49)에 밀착하여 슬리이브(41)의 다수의 유입구(41a)를 통한 물의 흐름이 정지된다. 즉, 개폐밸브부(40)가 폐쇄상태가 된다.

본 발명의 자동수도전은 개폐밸브부(40)가 개폐작용을 할 때마다. 즉 피스톤 (42)이 전후방으로 이동할 때마다 후방피스톤부(42b)에 설치되어 있는 귀막힘방지핀 (45)이 슬리이브(41)의 유입공(41b)을 통과하도록 되어 있기 때문에 물에 섞여 있는 모래, 지푸라기 등의 이물질에 의해 유입공(41b)이 막히는 것이 방지된다.

또한, 피스톤(42)의 전후방이동의 동작시간은 슬리브(41)의 후방벽에 형성된 유이공(41b)의 유효단면적과 슬리이브(41)의 후방부의 내부유효단면적에 따라서 길게 할 수도 있는데, 본 발명에서는 피스톤(42)의 동작시간을 길게 하여 개폐밸브부가 열리고 닫힐 때에 급격하게 작동하지 않도록 되어 있다.

다음은 개폐밸브부(40)의 개방동작시 작동핀(46)을 경사지게 하기 위해서 선단에 캠(51a)이 형성되어 있는 캠축(61)을 작동시키는 개폐밸브구동부(60)의 작용에 대해서 설명한다.

사용자의 손(반사체)이 토출헤드(8)에 설치된 감지센서(6)의 감지범위내에 접근하면 적외선을 발사하고 받아들이는 감지센서(6)가 이를 감지하여 감지신호를 제어회로기판(2)의 제어회로로 보낸다. 제어회로기판(2)의 제어회로에서는 인가된 감지신호를 처리하여 처리된 신호에 의해서 개폐밸브구동부의 모터(62)와 포토인터럽터(66)에 구성되어 있는 센서(65)의 발광소자(65a)에 전류를 공급한다. 이때 센서플러그 (64) 및 포토인터럽터(66)는 제8a도에 도시된 상태에 있다가 제8b도에 도신된 상태로 변한다.

따라서 모터(62)는 작동하여 모터축이 회전하고 센서(65)의 발광소자(65a)는 수광소자(65b) 쪽으로 적외선을 방출하나 적외선은 센서플러그(64)의 광차단부(64a)에 의해 차단된다. 모터(62)의 작동에 의해서 캠축(61) 및 센서플러그(64)가 회전하고 캠축(61) 및 센서플러그(64)가 90°회전하면 센서(65)의 발광소자(65a)에서 발사되어 광차단부(64a)에 의해 차단되었던 적외선은 센서플러그(64)의 개방부(64b)를 통과하여 수광소자(65b)쪽으로 전달된다, 적외선이 수광소자(65b)쪽으로 전달되면 이를 제어회로기판(2)의 제어회로가 감지하여 제어회로는 모터(62)로의 전류공급을 차단토록 함과 동시에 모터(2)에 순간적으로 역전압을 인가하여 모터축의 회전이 순간적으로 정지하도록 제어한다. 따라서 캠축(61)은 90°회전한 상태에서 회전을 중지하고 그 선단의 캠(61a)이 개폐밸브부(40)의 작동핀(46)을 경사시키고 그 상태를 유지하게 되는 것이다.

개폐밸브부(40)의 작동핀(46)이 경사되면 개폐밸브부(40)가 개방상태가 되는 것은 이미 앞에서 설명하였다.

사용자의 손(반사체)이 토출헤드(8)에 설치된 감지센서(6)의 감지범위를 이탈하면 제어회로는 다시 전류를 모터(62)와 포토인터럽터(66)에 부착되어 있는 센서 (65)의 발광소자(65a)에 공급토록 제어한다. 이때 센서플러그(64) 및 포토인터럽터 (66)는 제8b도에 도시된 상태에 있다가 제8a도에 도시된 상태로 변한다.

따라서 모터(62)의 작동에 의해서 캠축(61)과 센서플러그(64)은 회전하고 발광소자(65a)에서 발사된 적외선은 센서플러그(64)의 개방부(64b)를 통과하여 수광소자(65b)쪽으로 흐른다.

캠축(61) 및 센서플러그(64)가 90°회전하면 센서(65)의 발광소자(65a)에서 발사된 적외선이 센서플러그(64)의 광차단부(64a)에 의해서 차단되고 이때 적외선의 차단을 제어회로가 감지하여 모터(62)로의 전류공급을 차단토록 함과 동시에 모터(62)에 순간적으로 역전압을 인가하여 모터축의 회전이 순간적으로 정지하도록 제어한다.

따라서 캠축(61)은 90°회전한 상태에서 회전을 중지하고 그 선단의 캠(61a)이 원래의 상태가 되어 개폐밸브부(40)가 폐쇄상태가 되는 것은 이미 앞에서 설명한 바와 같다.

다음은 무제한연속급수작동부(80)의 작용에 대해서 설명한다. 토출해드(8)의 감지센서(6)의 감지에 의해서 반사체가 감지센서(6)의 감지범위에 접근하면 급수하고 반사체가 감지범위를 이탈하면 지수하는 자동급수 및 지수상태에서, 무제한연속적으로 급수하도록 할때에는 하우징(3) 외부에 노출되어 있는 연속급수버튼(81)을 수동으로 누른다.

제3b도에 도시되어 있는 바와 같이 연속급수버튼(81)이 눌러지면 그 선단에 형성되어 있는 누름판(81a)이 개폐밸브부(40)의 작동핀(46)의 선단을 눌러 작동핀(46) 및 릴리프밸브(43)가 후방으로 이동되고, 마이크로스위치(84)가 OFF상태가 되어 개폐밸브구동부(60)가 동작하지 않게 된다. 만약 개폐밸브부(40)가 개방상태, 즉 캠(61a)이 수직되어 작동핀(46)을 경사시킨 상태에서 연속급수버튼(81)을 누르면 그 선단에 형성된 캠정열돌기(81b)가 캠(61a)을 수평상태로 회전시켜 캠(61a)과 작동핀(46)을 평행하게 한 후에 누름판(81a)이 작동핀(46)을 누르도록 되어 있다. 제9도는 캠(61a), 작동핀(46) 및 캠정열돌기(81b)의 구성관계를 나타낸 구성도이다. 제9도는 캠(61a)이 캠정열돌기(81b)에 의해서 수평상태로 된 상태를 도시하고 있다.

작동핀(46) 및 릴리프밸브(43)가 후방으로 이동하면 피스톤(42)의 유출공 (42d)이 개방된다. 피스톤(42)의 유출공(42d)이 개방되어 소량의 물이 흐르면 피스톤(42)이 후방으로 이동하여 개폐밸브부(40)가 개방상태가 되는 것은 전술한 자동급수 및 지수상태의 경우와 동일하다.

이 상태에서는 개폐밸브부(40)가 무제한으로 개방되어 자동수도전은 무제한연속급수상태가 된다.

자동수도전을 무제한연속급수상태에서 자동급수 및 지수상태로 전환할 때에는 하우징(3)외부에 노출되어 있는 자동전환버튼(83)을 누른다.

제3a도에 도시되어 있는 바와 같이, 자동전환버튼(83)이 눌러지면 마이크로스위치(84)가 ON상태가 되고, 연속급수버튼(81)이 밖으로 튀어 나오므로 연속급수버튼(81)의 누름판(81a)이 개폐밸브부의 작동핀(46)으로부터 이탈하여 작동핀(46) 및 릴리프밸브(43)가 원추스프링(44)의 탄성력에 의해서 전방으로 이동된다. 따라서 피스톤(42)의 유출공(42d)이 폐쇄된다. 피스톤(42)의 유출공(42d)이 폐쇄되면 피스톤(42)이 전방으로 이동하여 개폐밸브부가 폐쇄상태가 되는 것은 전술한 자동급수 및 지수상태의 경우와 동일한다. 이 상태에서의 자동수도전은 감지센서와 반사체감지에 의한 자동급수 및 지수상태가 된다.

이와 같이 본 발명의 자동수도전은 무제한연속적으로 급수작용이 이루어지도록 하는 기능을 구비하고 있다.

다음은 제어회로기판(2)에 구성된 본 발명의 제어회로에 대해서 설명한다.

개폐밸브구동부(60)를 제어하기 위한 회로는 제10도에 도시되어 있는 바와같이 선출원의 특허출원 제92-12187호의 구성과 대부분 동일하다. 이하 제10도의 제어회로에 대해서 설명한다.

송신부의 구형파발지회로에서 일정주기의 구형파신호를 발생하여 슈밋트트리거인버터를 통하여 감지센서의 발광소자로 보내면 발광소자에서 구형파신호에 따라 일정주기의 적외선을 방출하게 된다. 본 발명은 발광소자로부터 적외선을 방출하는데 소모되는 전력을 최소화하도록 일정한 시간의 주기마다 짧은 시간의 펄스폭(pulse width)을 갖는 구형파신호를 방출하도록 되어 있다.

발광소자로부터 방출된 적외선신호는 사용자(반사체)에 의해서 반사되어 반사된 신호가 수광소자에 의해서 검출되면, 검출된 신호가 대단히 미약하므로 수신부의 이득조절증폭호에서 일차 증폭된다. 증폭정도는 이득조절증폭회로의 가변저항에 의해 조절될 수 있으며 그에 따라 감지센서의 감지거리는 조절할 수 있다.

이득조절증폭회로에서 일차 증폭된 신호가 위상반전증폭회로에서 신호의 위상반전과 동시에 재증폭되어 시프트레지스터의 입력신호로 인가되며, 또한 송신부구형파발진회로로 부터 송신신호가 시프트레지스터의 클럭(CLOCK)단자에 입력된다.

시프트레지스터의 클럭단자에 입력된 송신신호와 발광소자로부터 방출된 적외선신호는 동일한 주기의 주파수를 갖고 있다. 수광소자에 의해서 검출된 신호에 의한 입력신호와 클럭단에 입력된 송신신호가 동기되었을 경우에만 출력신호를 발생하도록 하고, 발광소자로부터 방출된 신호외의 기타 유사한 신호가 수광소자에 의해서 검출되더라도 영향을 받지 못하도록 하기 위해서 동기된 신호를 1단 내지 4단 시프트시키고, 슈미트트리거인버터에서는 시프트된 신호에 의해서 출력신호가 High 에서 Low로 전환되도록 되어 있다.

수광소자가 반사신호를 검출하고 있는 동안 검출신호에 의해서 시프트레지스터의 입력신호가 High에서 Low로, Low에서 High로의 변화가 계속되며, 반사신호가 없어지면 입력신호는 Low상태를 유지하게 된다.

입력신호가 High에서 Low로, Low에서 High로의 변화가 계속되는 동안 Low상태의신호가 원샷멀티바이브레이터에 인가됨과 동시에 한편으로는 슈밋트트리거인버터II를 거쳐 시간지연회로와 슈밋트트리거인버터 III를 거쳐 포토인터럽트의 입력단자에 인가된다.

신호가 Low 상태로 되면 슈밋트트리거인버터II의 출력신호(R)가 High가 되어 로직회로에 인가되고, 또한 원샷멀티바이브레이터의 출력신호도 High상태가 되어 로직회로에 인가된다.

슈밋트트리거인버터 II의 출력신호가 High상태가 됨에 따라 모터구동신호가 High상태가 되어 모타에 전원이 인가되므로서 모타가 회전하여 개폐밸브부를 개방하게 된다.

이때, 센서플러그는 포토인터럽터의 적외선도통을 차단하고 있는 상태가 되고 포토인터럽터의 출력신호는 Low상태를 유지한다. 모타의 회전에 의해서 센서플러그 회전하여 센서플러그의 절단부가 포토인터럽터에 면하면 포토인터럽터가 적외선도통상태가 되어 포토인터럽터의 출력신호가 Low에서 High 상태로 전환됨에 따라 모터구동신호가 High에서 Low로 떨어지면서 모타의 구동이 정지되고 개폐밸브부의 개방상태가 지속된다.

모터구동신호가 High 에서 Low로 떨어질 때 로직회로와 모터구동회로 사이에 있는 콘덴서의 방전에 의한 모터정지신호가 모터에 순간적으로 역전압을 인가하여 모타가 정확한 위치에서 정지하도록 되어 있다.

한편, 감지센서의 감지범위내에서 반사체가 없어지는 순간 검출신호가 없어짐과 동시에 로직회로의 "R"신호가 High 에서 Low로 변하므로서 모타구동신호가 Low에서 High로 변하여 모타가 전원이 인가되면서 모타가 다시 회전하여 개폐밸브부를 폐쇄한다.

이때, 모타의 회전에 의해서 센서플러그가 다시 90°회전하여 센서플러그의 광차단부가 포토인터럽터의 적외선도통을 차단하므로서 포토인터럽터의 출력신호가 High에서 Low로 떨어지면서 모터구동신호가 High에서 Low로 떨어지고, 동시에 모타는 정지하게 되어 개폐밸부가 폐쇄상태를 유지하게 된다.

모타구동신호가 High에서 Low로 떨어질 때 동시에 모터정지신호가 발생하여 모타가 정확한 위치에서 정지하게 된다. 이로써 개폐밸브부의 1회 개폐작동이 완료되며, 포토인터럽터의 출력신호에 의해서 모타의 구동을 제어하므로서 개폐밸브부가 개방 또는 폐쇄된 상태에서 모타가 정지상태를 유지하므로 모타에 전류가 흐르지 않는다.

즉, 개폐밸브부가 개방 또는 폐쇄되는 순간에만 모타에 전원이 인가되어 전류가 흐르고, 개폐밸브부가 개방 또는 폐쇄된 상태에서는 모타의 전류가 흐르지 않기 때문에 전력소모가 대단히 적다.

또한, 원샷멀티바이브레이터에 인가된신호가 Low상태일 때 원샷멀티바이브레이터의 출력신호는 High상태가 되는데 원샷멀티바이브레이터의 자동지수시간설정회로에서 설정된 시간(예 : 30초)동안만 "D"신호가 High상태를 유지하도록 되어있는데, 설정된 시간이 되면 "D"신호가 High에서 Low상태로 떨어지고 모터구동신호가 High 상태로 되면서 모타가 회전하여 개폐밸브부가 폐쇄된다.

이는 감지센서의 감지범위내에 물체가 장시간 있거나 또는 이물질이 감지센서의 표면에 묻어 있을 경우 물이 계속해서 토수되는 것을 방지하기 위해서 자동지수시간을 설정한 것이다. 설정된 자동지수시간보다 짧은 시간내의 "R"신호가 없어질 경우의 동작상태는 "R"신호와 "D"신호는 High에서 Low로 우선 전환되도록 실행하게 된다. "D"신호보다 "R"신호의 시간이 같거나 긴시간으로 실행된다.

이상과 같이신호출력은 자동지수회로의 SET와 RESET동작을 실행하므로서 초기상태를 항상 유지될 수 있다.

그러나 본 발명의 제어회로는 감지센서(6)의 반사체감지여부에 관계없이 설정된 일정시간동안 제한연속급수기능을 갖기 위해서 로직회로와 원샷멀티바이브레이터 사이의 타이머회로(90)가 구성되어 있고 원샷멀티바이브레이터에 타이머시간설정회로 (91)가 연결되어 있다. 타이머회로(90)는 하우징(3)에 설치된 타이머스위치(92)와 연결되어 있다.

따라서 본 밤령의 자동수동전은 타이머스위치(92)을 ON시키면 감지센서(6)의 반사체감지여부에 관계없이 설정된 일정시간동안 연속적으로 급수작용이 이루어지며, 그 시간이 지나면 자동적으로 감지센서(6)의 반사체감지에 의해서 급수 및 지수작용이 이루어지는 자동급수 및 지수상태가 된다.

한편, 본 발명의 제어회로는 무제한연속급수작동부(8)의 자동전환버튼(83)에 의해서 ON, OFF가 행해지는 마이크로스위치(84)가 모터구동회로에 연결되어 있다.

따라서 마이크로스위치(84)가 ON 상태에서는 본 발명의 자동개폐작용이 행해지며 OFF 상태에서는 모터(62)에 전류를 공급하지 않으므로 자동개폐작용이 행해지지 않는다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 자동수도전은 수압차에 의한 물의 개폐원리는 그대로 적용하면서도, 무제한연속급수작동부(80)에 의해서 필요시 무제한연속적으로 급수작용이 행해지도록 되어 있고, 타이머회로(90) 및 타이머시간설정회로(91)에 의해서 필요시 설정된 일정시간동안 연속적으로 급수작용이 행해지도록 되어 있다. 따라서 용기나 싱크대에 물을 담을 때에 필요한 양만큼 급수할 수가 있어서 사용하기에 매우 편리하다. 본 발명은 또한 수동으로 물의 온도를 조절할 수 있어서 계절 또는 기온에 따라 수시로 물의 온도를 선택하여 사용할 수 있다.

Claims (3)

1. 큰 지름의 전방부와 작은 지름의 후방부가 일체로 되어 있으며, 전면이 개방되어 있고, 후방부의 측벽에 수개의 유입구(41a)가 일정간격으로 뚫려 있으며, 후방벽 중심부에 한개의 작은 지름의 유입공(41b)이 뚫려 있으며, 전방부하부에 물이 유출되는 한개의 유출구(41c)와 전방부측부에 캠축(61)에 관통하는 캠축관통구(41d)가 형성되어 있는 슬리이브(41); 상기 슬리브(41)의 후방부내부에서 전후왕복운동을 하는 것으로서 다수의 유입공(42c)이 뚫려 있는 후방피스톤부(42b)와 뚫려 있는 전방 피스톤부(42a)가 나사결합하여서 된 피스톤(42); 상기 피스톤(42)의 내부에 설치된 것으로서 일부분이 피스톤(42)의 유출공(42d)에 삽입되도록 된 릴리프밸브(43)와 상기 릴리프밸브(43)에 전방으로의 힘을 가하는 원추스프링(44); 후방피스톤부(42b)의 중심에 고정되어 상기 슬리이브(41)의 작은 지름의 유입공(41b)을 관통하고 있는 구멍막힘방지핀(45); 릴리프밸브(43)에 고정되어 릴리프밸브(43)를 개폐시켜 주는 작동핀(46); 후방피스톤부(42b)와 슬리이브(41)의 후방벽 사이에 설치된 것으로서 피스톤(42)에 전방으로의 약한 힘을 가하는 코일스프링(47); 그리고 슬리이브(41)의 전방부내부에 설치되어 피스톤(42)의 전방향운동을 제한하는 것으로서 슬리이브(41)의 캠축관통구(41d)와 대응하는 위치에 캠축관통구(48b)가 형성되어 있는 부싱(48) 및 상기 부싱(48)의 후방에 설치되어 있는 피스톤시트(49)로 이루어져 있고 밸브몸체 (10)의 밸브부공간(15)에 설치되어 있는 개폐밸브부(40), 그리고 토출헤드(8)의 감지센서(6)의 반사체감지에 의해서 개폐밸브부의 작동핀(46)을 작동시키기 위해서 선단에 캠(61a)이 형성되어 있는 캠축(61)이 형성되어 있는 캠축(61)을 구동시키는 것으로서, 선단에 캠(61a)이 형성되어 있으며 구동부공간(16)과 밸브부공간(15) 사이의 캠축관통구(18), 슬리이브(41)의 캠축관통구(41d) 및 부싱(48)의 캠축관통구(48b)를 관통하는 캠축(61), 상기 모터(62)의 축과 캠축(61) 사이에 구성되어 있는 동력전달기어열(63), 캠축(61)의 후단에 끼워져 있는 센서플러그(sensor plug) (64), 그리고 상기 센서플러그(64)의 가장자리 주위에 배치되어 있도록 ㄷ자 형상을 하고 있으며 발광소자(65a)와 수광소자(65b)로 된 센서(65)가 구성되어 있는 포토인터럽터 (photo interrupter)(66)로 이루어져 있고 밸브몸체(10)의 구도부공간(16)에 설치되어 있는 개폐밸브구동부(60)에 의해서 자동으로 급수 및 지수를 행하는 자동수도전에 있어서, 밸브몸체(10)의 밸브부공간(15)의 전면을 덮는 덮개판(24)에 구성되어 있는 것으로서, 개폐밸브부(40)의 작동핀(46)을 후방으로 누르는 누름판(81a)과, 캠(61a)를 작동핀(46)의 방향과 평행하게 정열시키는 캠정열돌기(81b)가 선단에 형성되어 있으며 상기 덮개판(24)에 전후 이동가능하도록 관통하여 설치되어 있는 연속급수버튼 (81); 시소운동을 할 수 있도록 중심부가 덮개판(24)에 설치되어 있고 일단이 상기 연속급수버튼(81)에 연결되어 있는 레바(82); 상기 레바(28)의 타단에 설치되어 있는 자동전환버튼(83); 상기 자동전환버튼(83)에 의해서 작동될 수 있도록 밸브몸체(10)에 설치되어 있는 마이크로스위치(84); 눌러진 상태의 연속급수버튼(81)이 수압에 의해서 튀어나오는 것을 방지하기 위해서 덮개판(24)에 설치되어 있는 판스프링(85)으로 이루어진 무제한연속급수작동부(80)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 자동수도전.
2. 제1항에 있어서, 설정된 일정시간동안 연속적으로 급수작용이 행해질 수 있도록 하기 위해서, 제어회로의 로직회로와 원샷멀티바이브레이터 사이에 타이머회로(90)가 구성되어 있고, 멀티바이브레이터에 타이머시간설정회로(91)가 연결되어 있으며, 타이머회로(90)는 하우징(3)에 설치된 타이머스위치(92)와 연결되어 제한연속급수기능이 추가로 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 자동수도전.
3. 제1항에 있어서, 수동으로 물의 온도를 조절할 수 있도록 하기 위해서, 밸브몸체(10)의 밸브부공간(15) 상부에 혼합밸브공간(19)이 형성되어 있으며, 냉수통로(20)가 냉수유입관(13)과 혼합밸브공간(19)을 연통하도록 형성되어 있고 온수통로 (21)가 온수유입관(14)과 혼합밸브공간(19)을 연통하도록 형성되어 있으며, 밸브부공간(15)과 혼합밸브공간(19) 사이에 연통구(22)가 형성되어 있으며; 상기 혼합밸브공간(19)에는 유입된 냉수 및 온수를 밸브몸체(10)의 연통구(22)를 통하여 밸브부공간 (15)으로 흐를 수 있도록 중앙측부 일부에 굴곡홈(31)이 형성되어 있고, 중심부에 각이진 관통구(33)가 형성되어 있는 혼합밸브(30)가 설치되어 있으며; 상기 혼합밸브(30)는 상기 관통구(33)에 후단이 끼워진 작동로드(36)와, 상기 작동로드(36)의 선단에 결합되어 있고 하우징(3)외부에 노출된 온도조절노브(37)로 된 혼합밸브작동부(35)에 의해서 조작되도록 된 것을 특징으로 하는 자동수도전.