马桶自动化装置的制作方法

专利名称：马桶自动化装置的制作方法
申请人曾于1992年12月31日呈92115332.5号申请“马桶座圈自动装置”的专利在案，本案主要涉及简化前案马桶座圈自动装置的构造及改良其功能。
上述“马桶座圈自动装置”虽然可自动升降座圈及冲洗马桶，但未能适当地依使用者方便随意设定上述各自动动作的控制时点，尤其是，男性在小解后隅尔会无意中忘记必需作的冲洗马桶动作，使后来的使用者有不快之缺点，在本案中已获得改善。除马桶座圈能自动升降外，亦能供给冲洗马桶用水至水箱，而可免除习用的水箱给水器，且可随大小解之别自动调整冲水量，以节省用水。此外，水箱在冲水后能保持水箱为空箱状态，故得以简化冲水阀之作动结构，并能废除习知的用以控制其动作的浮筒，进而简化副连动机构。
本发明主要是由能量受控体，连结能量受控体与座圈的主连动机构与液压操作机构所构成的座圈控制系统，及以连结能量受控体与冲水阀的副连动机构取代上述主连动机构而成的冲水阀控制系统之各可独立作动的两系统相配而成。上述液压操作机构则由一液压缸，一在液压缸内滑动的受压体，一控制阀及相关配管所构成。受压体与液压缸之间，为尽可能减小摩擦计，设有间隙，但为顾及维持受压体之活塞功能应适当地限制之。上述间隙能延长液压缸寿命及方便选择使用材料，作动液虽亦可流经此间隙而排出，但在本创作中，主要是由控制阀或在受压体另设之排出阀排出之。上述能量受控体是由静重或弹簧，或由两者相配而成。若以静重作为其主体，即介由受压体，若以弹簧时，则介由兼具静重的一部分及受压体功能的弹簧座以储存作动液及座圈在依其自重下降时所赋与的能量在其体内，作为本自动化装置的动源，以下为易于说明计，采用静重之例代表之。
为借例如电磁力等外力启动液压操作机构时，具作动液功能的自来水即自水源经控制阀及相关配管进入液压缸推动受压体，随之静重亦上升，遂松弛正牵制座圈的主连动机构，容许停在稍前倾直立状态的座圈借自重下降，并放出位能呈反向借主连动机构拉高静重，而助作动液一臂之力，并防止座圈在平盖马桶时，产生冲击声。当座圈平盖马桶之后，控制阀仍继续供给作动液至预先设定的时点，在此时点未到之前使静重停在上死点而不下降，故座圈能保有足够的平盖在马桶上面的时间，足供使用者能从容地坐上座圈。另一方面，冲水阀亦随静重的上升，依其自重反向下降而关闭，虽并非必需，但若在液压操作机构开给水口以替代习用的水箱给水器，作为作动液的自来水便经上述给水口流入水箱储存而作为冲洗马桶用水，因而，作动液虽然会稍降其压力但仍能继续将静重介由受压体压向固定在液压缸上端的止挡环而停在其上死点。待使用者用毕离座站立后，到达预先设定的时点，外力自会消失，引导液压操作机构遮断作动液，积在受压体受压侧的作动液，即经三向控制阀或装在受压体的排出阀排出，静重就开始下降，随之借主连动机构往上掀开座圈，另一面，借着副连动机构开启冲水阀而冲洗马桶，上述此段时间足够供使用者作事后处理。稍后，静重降到下死点，冲水阀就停在稍离阀座上方的开启位置，以下将此阀称作“常开冲水阀”，借浮筒控制其关闭的习用冲水阀，仍能用于本创作，以下称作“常关冲水阀”，即复归关闭原位，此时，作动液(即给水)已断，水箱保持呈空，常开冲水阀无妨保持开启，而无需如常关冲水阀之借浮筒控制关闭，无开度限制等因素使然，得能与静重直接连结，而简化副连动机构之构造至极，仅由一连锁体即成；但若为适应现有设备而使用习用的常关冲水阀的话，因该阀在冲水完后必需回复关闭，副连动机构需借由嵌脱子与固定子组成的嵌合体断接自如地连结之。当后来者有人如厕重行启动液压操作机构以导进作动液，随静重之上升，在作动液尚未经给水口排入水箱之前常开冲水阀已下降，遂与常关冲水阀同样呈关闭，由于水箱内有水时间短暂，故无论常开或常关冲水阀均可不太重视其封密功能，圆球型或平板型阀体等均可适用。重新开始另一行程，水箱才开始再储水。
兹就本发明之一较佳实施例详细说明如下

图1系表示使用本发明马桶自动化装置之抽水马桶一实施例之局部剖开之透视图；图2系表示本发明马桶自动化装置之设置三向控制阀于水箱内者之作动之侧视示意图；图3系表示本发明马桶自动化装置之有设电磁止挡卡及给水口者之作动之侧视示意图；图4系表示本发明马桶自动化装置之设置单向控制阀于水箱外并有另设排出阀者之作动之侧视示意图；图5系本发明马桶自动化装置之一电路示意图；图6系本发明马桶自动化装置之另一电路示意图；图式中之参照号数1 马桶设备4 主连动机构11座圈41操作体(大扇型)12马桶42操作体(小圆型)13水箱43操作体(小扇型)14常开冲水阀 44连锁体(软绳)15常关冲水阀 45连锁体(细不锈钢丝)16冲水阀座46支撑柄17枢轴47导轮2 能量受控体(静重)48磁铁21副能量受控体(副静重)5 副连动机构22铁锤51连锁体(软绳)3 液压操作机构52嵌合体31液压缸 521 嵌脱子311 止挡环 522 固定子32受压体 6 控制电路33三向控制阀 61负延迟定时器331 进口阀 62负延迟定时器332 出口阀 63负延迟定时器333 弹簧64A 按钮开关34单向控制阀 64B 按钮开关35作动杆 64C 按钮开关361 进水管 65踏板开关362 连结管 66电磁铁37排出阀 67控制箱371 排出孔 68电磁止挡卡38给水器381 浮筒382 给水口先就装设三向控制阀33于水箱13内之一实施例详述如下如图2所示，平时停在稍前倾之直立位置的座圈11，随时有借自重下降之倾向，但受制于停在液压缸31底部的静重2，介以主连动机构4牵制而未克。主连动机构4系由与座圈11一起枢装在同一枢轴17的小扇型操作体43；枢装在水箱13内的连成一体的形成扇形之大型操作体41与小圆盘操作体42；连结小扇型操作体43与小圆盘操作体42的细不锈钢丝45及连结大型操作体41与静重2的软绳44所组成。受压体32可与设置在其上的静重2连成一体，借以使之兼具静重2之部份功能。如连成一体后再予倒置而将上述软绳44连结于受压体32亦可。在本实施例，择用作为启动液压操作机构外力的电磁铁66设在水面上方，如下述依使用别受下述各式负延迟定时器控制，借激磁上述电磁铁66，介由作动杆35驱动装在水箱13底面的三向控制阀33，该阀33之进口侧为期完全关闭，择用停止型阀，出口侧则为期电磁铁66之可动铁心能完全被吸引，择用活塞型阀，在此将前者称作进口阀331，而后者为出口阀332，以与后述的设在受压体32的排出阀37区别之。
当使用者欲大解时，按一下(一押即放)内附复归弹簧的按钮开关64A(参阅图5，择电子定时器为代表)，虽然其接点闭路后，随放开手立即复归开路原状，但负延迟定时器61已开始动作，通常为110V/220V的家用交流电源经降压整流成低压直流，流经负延迟定时器61的时限电路(以方块图代表之)，激磁装设在其输出部的小型继电器R1，其延时复归接点R1a立刻闭路，流经该接点R1a的上述交流激励电磁铁66向下吸引其可动铁心，借之推下作动杆35以关闭出口阀332的同时，开启进口阀331，于是作为作动液的自来水即由水源经进水管361及连结管362而进入液压缸31，并连同静重2驱动受压体32上升，松弛主连动机构4对座圈11的牵制，容许其依自重下降，且反向拉动静重2上升，而赋予位能助作动液一臂之力；另一方面，在作动液尚未能经给水口382排入水箱13之前，常开冲水阀14已依自重随静重2之上升，反向下降而关闭阀座16。在座圈11平盖马桶12后，在尚未到负延迟定时器61设定的时限之前，进口阀331保持开启，不断地供给作动液保持座圈11不回升，使用者得以从容地坐上座圈11。女性欲小解时，只要押另一按钮开关64C以起动负延迟定时器63，其后续诸作动与上述大解时的相同，换言之，当使用者坐上座圈11时，即因体重而压下装在座圈11或其相关部位的按钮开关64D，激磁电磁继电器R4，虽其接点a立即闭路，继续作动负延迟定时器63，但接点b却开路消磁电磁铁66而遮断作动液。待使用者用毕站立，按钮开关64D自动复归开路，消磁继电器R4，随之其接点a与接点b立即复归开路与闭路原位，于是借负延迟定时器63所设定自此时点起算的时限，维持限时复归接点R3a闭路，再激磁电磁铁66，借之导进作动液以保持静重2不下降，即不冲水，给予使用者方便作事后处理，又另一方面补充水箱13内储水。又，男性在小解时，必会站立在铺在马桶12前方地板上的小地板垫，该地板垫因内藏踏板开关65，当男性在小解时，自会踩上踏板开关65，使其接点651闭路，以起动负延迟定时器62，并激磁其输出继电器R2，进而使接点R2a闭路但接点652却呈开路，不激磁电磁铁66，故座圈11不动，因而不碍男性小解。上述接点652可如前述之按钮开关64D之例同样，不与接点651直接而借另一继电器将之移至其他部位(未图示)。当小解完毕，离开马桶12，释放踏板开关65，接点652立即复归闭路，但借负延迟定时器62所设定的时限，保持接点R2a续呈闭路，电流于是流经接点652、R2a，激磁电磁铁66以驱动三向控制阀33，进而导进作动液以推动静重2上升，常开冲水阀14即反向下降关闭阀座16后，经给水口382供水，待遇上述时限时，电磁铁66即消磁，而遮断作动液，并促使静重2下降，遂开启常开控制阀14，供水冲洗马桶12。此冲水量可借调整上述负延迟定时器62的时限调节之。若改用浮筒控制的习用常关冲水阀15(参阅图4)时，则可依习用给水器供水，并借之限制于小解后所需的冲水量，(因系习知技术，故未图示)，并可缩短上述定时器62的时限至只够开启常关冲水阀15，即很短的静重2的上下行程就可完成。按使用者大解后之事后处理，由于当使用者站立时使按钮开关64D复归为开路，引起继电器R4之接点a呈开路，接点b则呈闭路，遂得于借负延迟定时器63设定时限行之；同时经由给水口382供给水箱13储水，且如下述具耗尽负延迟定时器62之时限，而使女性小解后的冲水量能与男性的同量的功能。换句话说，女性小解后所需的冲水量仅借调整负延迟定时器63设定之时限，男性即借负延迟定时器62的时限决定之，详细说明其作动过程如下，设若使用者在尚未押按钮开关64C之前，即尚未起动负延迟定时器63而其输出部接点R3b犹在闭路之情形下，先踩上踏板开关65起动负延迟定时器62，亦会因使用者坐上座圈11后压下按钮开关64D起动负延迟定时器63，令接点R3b开路，切断负延迟定时器62的输入电流，而得以耗尽其设定的时限，直至使用者用毕离座站立，释放按钮开关64D在尚未到达负延迟定时器63的时限，即接点R3b尚未闭路之前，使用者若已作完事后处理而离开马桶12，释放踏板开关65的话，与先押按钮开关64C之后才踏上踏板开关65的正常动作时同样，负延迟定时器62再也不起动，即不供水。待稍后到达负延迟定时器63的时限，接点R3a呈开路消磁电磁铁66，遮断作动液促使静重2下降，便可开启常开冲水阀14而冲洗马桶12。如上述大解后所需的冲水量决定于定时器61设定的时限加上事后处理时的时限，女性小解后的冲水量系事后处理的时限，虽然有限，但加自押按钮开关64C至坐上座圈11间之供水量，男性小解时的即将定时器62的时限设定至与上述女性小解后所需要的相等即可，故无需给水器，而在液压操作机构3之适当位置开一给水口382，就能依大小解之别自动调节所需冲水量。又，上述按钮开关64D的装设位置及相关之电路系仅为一例，在同一功能下尚可作种种取代或置换乃甚为明了。
兹再说明本发明马桶自动化装置之借另一操作方法的实施例如下。当使用者欲大解时，押下按钮开关64′A起动负延迟定时器61′(参阅图3及图6)以激磁电磁铁66，而驱动液压操作机3降下座圈11平盖马桶12，另一方面，常开冲水阀14随静重2之上升，反向下降关闭阀座16，在未达到上述负延迟定时器61′设定的时限之前，座圈11不会反向回升，使用者得以从容地坐上座圈11，之后，设在座圈11或其相关部位且与按钮开关64′A并联连接的按钮开关64B始被压下而闭路，激磁电磁铁66，继续供给作动液，以使静重2停在上死点；另一方面，经给水器38流入水箱13直至图3实线所示，浮筒381浮起关闭给水器38时为止，借调整浮筒381之高度可调整水箱13的储水量。当使用者用毕离座站立时按钮开关64B立即呈开路，但需到负延迟定时器61′设定的时限，接点R1′a才会复归开路，令电磁铁66消磁。此时，三向控制阀33遮断作动液，促使静重2下降，掀上座圈11并拉紧原呈松的软绳51开启常开冲水阀14，上述负延迟定时器61′设定的时限，即自使用者站立使按钮开关64B自动复归开路起至接点R1′a复归开路止之时间，足够使用者作事后处理。女性在小解时，本装置的作动步骤与上述大解时相同，只其坐在座圈11的时间短，供给冲洗马桶12水量当然减少，自然省水。又，男性在小解时，必会站上铺在马桶12前方地板上的小地板垫，该地板垫内藏具双层常开接点651′(如在前实施例所述之开关65同样，此接点651′亦可借另设一继电器而移至其他部位)及652′的踏板开关65′，当踩踏之，上述两接点立刻呈闭路，流经接点651′的电流激磁电磁铁66，而供给水箱13用水，并推动静重2上升，欲降下座圈11，但流经接点652′的电流，即起动负延迟定时器62′借之立刻起动电磁止挡卡68，阻止操作体41顺时针转向转动，而阻止座圈11下降，此时静重2上升而操作体41不转动，引起软绳44松弛，故如图3虚线所示挂一铁锤22在其上以防止自导轮47脱落。电磁止挡卡68之构成不与电磁铁66同时复归，而借负延迟定时器62延迟复归无作动状态，系为防止软绳44尚在松弛下座圈11发生坠落。假设不设负延迟定时器62′使电磁止挡卡68立刻消磁欲复归原状，亦会被尚搁在其上的操作体41卡住而未克，但为防备下述“误操作”计，电磁止挡卡68被改成不被卡住而能即刻复归原状的构造，虽然副静重21可缓慢其降速，但若仅改电磁止挡卡68，在每次小解后，脚一放开踏板开关65′，座圈11就下降，亦很不雅，上述之“误操作”系指在欲降座圈11时，先于押按钮开关64′A之前，踏上踏板开关65′致使座圈11未能下降，为避免之，在继电器R1′加装一与接点R2′a串联连接的常关接点R1′b情形下，只要押下按钮开关64′A，接点R1′b即切断电磁止挡卡69电路使之立刻复归原位而不碍座圈11下降，上述“误操作”预防设备并非必需，若不设之，可省略负延迟定时器62′，简化电磁止挡卡68之构造及踏板开关接点652′，流经接点651′的作动电流直接激磁电磁铁66及介常关接点R1′b激磁电磁止挡卡68即可。为慎重计，在座圈11相关部位有设与按钮开关64A并联连接的按钮开关64B，惟通常人坐在座圈11上时，尤其是用毕站立时必会踏住踏板开关65，′，造成上述两者相叠地激磁电磁铁66，故可省略按钮开关64B；又当人用毕离开马桶12释放踏板开关65′，(若有装按钮开关64B需等定时器61′的时限过后)座圈11开始回升，在回升行程中，或会暂时被尚未到复归时限的电磁止挡卡68挡止操作体41而停，惟等到其时限复归原位，座圈11就再上升至稍向前倾的直立原位，若将电磁止挡卡68制成单向止挡型更佳。
以上系说明三向控制阀33设在水箱13内时的作动情形，控制阀倘若改设至水箱13外面，为简化配管宜改用单向阀并在受压体32装作动液排出阀37，(参阅图4)除作动液排出情形不同之外，其余过程均与上述实施例相同，又，本发明亦可配合现有马桶设备使用，趁便将以排出阀37为重点说明如下在未动作状态下排出阀37被静重2压在液压缸31底端呈关闭，押按钮开关64′A(参阅图6)激磁电磁铁66驱动单向控制阀34(即成习知的电磁阀)导引作动液进入液压缸31，保持排出阀37在关闭下，推动静重2上升，随之，容许座圈11下降而平盖于马桶12上；另一方面，作为嵌脱子的磁石521亦降至与作为固定子的磁石522吸成一体，用毕，可借与前述之同一步骤遮断作动液，座圈11所产生欲抑制静重2下降的抗力，若是男性在小解时，在铁锤22之下降行程下死点固定一磁铁48，利用其磁力产生与上述座圈11相同抗力有助于受压体32下侧面的由各部漏泄而引起的压力下降，促使排出阀37依其自重开启，经排出孔371排出作动液，使静重2下降并介以主连动机构4掀上座圈11，另一方面，介以副连动机构5开启常关冲水阀15冲洗马桶12，常关冲水阀15开至设定的开度就不再开大，故磁石521遂被尚在下降的静重2拉高，而自磁石522脱开，常关冲水阀15即受浮筒控制，保持开启状态，至水箱13放空，才复归关闭的原状。始上述副连动机构5必需是能断接自如地连结静重2与常关冲水阀15者，其余之诸动作均与前述之设置三向控制阀33于水箱13内的前例相同，恕不再赘述之。若遇到断电或断水时，只要拔除座圈支撑柄46，本自动化装置就可用手操作之。再者，本发明设一副静重21于液压缸31外面，分担静重2之部份功能，借之缩小液压缸31。
本自动装置使用简单，在使用前押一下按钮开关，本装置就能顺应使用者方便，在预先设定的时点，自动升降座圈及冲洗马桶，冲水后水箱呈空；至于男性在小解时自始至终不但无需动手作任何操作，更能依大小解之别自动调节水量，借之节省用水；因大解时的冲水量与习用者相同；故不会影响现有马桶之功能或造成排污管阻塞，符合省水及自动化时潮所需要的创作。
权利要求
1.一种马桶自动化装置，系由一借收放外部赋与之能量促使座圈升降及作动冲水阀的能量受授体，一设于能量受授体与座圈之间的主连动机构，一设于能量受授体与冲水阀之间的副连动机构及一控制能量受授体动作且具给水功能的液压操作机构所构成；其特征在于借外力启动液压操作机构，导入作动液驱动能量受授体以赋予能量并储存于其体内，借之容许座圈依其自重下降而盖于马桶上，并经由上述液压操作机构供给冲洗用水至水箱，接着借控制启动液压操作机构的外力之消失时点，使液压操作机构在上述时点复归原状，并引导能量受授体放出所储存的能量，介以主连动机构掀起座圈，另介由副连动机构作动冲水阀冲洗马桶。
2.根据权利要求1的马桶自动化装置，其特征在于，座圈控制系统与冲水阀控制系统系可各自独立使用。
3.根据权利要求1的马桶自动化装置，其特征在于，水箱在本自动化装置未作动时系保持无储水之空水箱状态。
4.根据权利要求3的马桶自动化装置，其特征在于，空水箱状态下之常开冲水阀与能量受授体系借连锁体直接互相连结。
5.根据权利要求1的马桶自动化装置，其特征在于，副连动机构系由嵌脱子及固定子组成的嵌合体与连锁体所构成。
6.根据权利要求1的马桶自动化装置，其特征在于，水箱平常储存小解后冲洗马桶所需用水，而大解时所需的用水即再经由液压操作机构供给的构造。
7.根据权利要求1的马桶自动化装置，其特征在于，液压操作机构系由液压缸、受压体、控制阀及有关配管所构成不具给水功能。
8.根据权利要求1的马桶自动化装置，其特征在于，作动液的排出阀系设在受压体。
9.根据权利要求1的马桶自动化装置，其特征在于，在液压缸外有设一副能量受授体。
全文摘要
一种马桶自动化装置，主要由一静重、一主连动机构、一副连动机构及一液压操作机构所构成，其特征在于，借外力操作液压操作机构使座圈升降及冲水阀动作以及供应水箱用水达成自动化，且依大小解之别自动调节冲水量；更在冲水后可令水箱保持呈空，而得以简化习用的水箱的给水及冲水设备。
文档编号A47K13/10GK1120920SQ9411759
公开日1996年4月24日 申请日期1994年10月20日 优先权日1994年10月20日
发明者蔡维彰 申请人:蔡维彰