JP3732651B2

JP3732651B2 - 開閉体の開閉用ヒンジ

Info

Publication number: JP3732651B2
Application number: JP10656698A
Authority: JP
Inventors: 直和鈴木; 長嶋　　勲; 織也藤田; 亮反町
Original assignee: 加藤電機株式会社
Priority date: 1998-04-16
Filing date: 1998-04-16
Publication date: 2006-01-05
Anticipated expiration: 2018-04-16
Also published as: JPH11299691A; US6178597B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、とくに洋式便器の便座や便蓋等の開閉体の開閉用として用いて好適な開閉用ヒンジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、洋式便器の便座や便蓋の開閉用ヒンジとして、その開閉動作を制御するために、便座や便蓋を支持する回転シャフトにコンプレッションスプリングをカム機構に作用させたものや、回転シャフトの特定の回転の方向の回転トルクを打ち消す方向に作用するトーションスプリングを用いたものや、回転シャフトに流体ダンパーを作用させたもの等が公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来公知の、回転シャフトにコンプレッションスプリングをカム機構に作用させたものは、創出トルクを便座や便蓋の回転モーメントに合わせ易いという利点を有するが、大きな回転トルクを得ようとすれば、装置を大型にしなくてはならないという欠点があった。
【０００４】
また、従来公知のトーションスプリングのみを回転シャフトに作用させたものは、小型でも大きな回転トルクを創出できる利点を有するが、直線的に増減する回転トルクを創出することから、サインカーブを描く便座や便蓋の回転モーメントに合わせにくく、便座や便蓋の回転モーメントに対する細部の合わせや、動作のアクセント等をつけにくいという欠点があった。
【０００５】
さらに、従来公知の流体ダンパーのみを用いるものは、これだけでは便座や便蓋を開閉する際の細かい合わせやアクセント、例えばとくに便座の中間角度での停止保持、所定の開成角度からのブレーキ作用等をつけにくいという欠点があった。
【０００６】
この発明の目的は、とくに便座や便蓋のような開閉体の回転モーメントを制御し、ソフト閉止を行うことのできる構造簡単な開閉体の開閉用ヒンジを提供せんとするにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するためにこの発明は、ヒンジケース内に回転可能に設けた開閉体を支持する回転シャフトと、この回転シャフトを中心部に軸挿させつつ前記ヒンジケース内に固定された固定カムと、前記回転シャフトを中心部に軸挿係合させつつ摺動可能かつ該回転シャフトと共に回転するように前記ヒンジケース内に収装された回転摺動カムと、この回転摺動カムを前記固定カムの方向へ押圧する弾性手段とから成るものにおいて、前記回転シャフトの回転をさらに制御するために、該回転シャフトの外周に嵌着させて前記ヒンジケースとの間に介在させたゴムリングと、このゴムリングの外周と前記ヒンジケースの内周との間に塗布させた粘性油脂とから成るダンパー手段を設けると共に、前記ゴムリングにはその外周に螺旋状の溝を設けたことを特徴とする。
【０００８】
その際に、この発明はゴムリングの外周に、さまざまな形状の溝或は突起を設けて後述するようなさまざまな効果を奏することができるように構成することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下にこの発明を洋式便器の便座や便蓋のような開閉体に実施した場合について説明するが、この発明はこの実施例のものに限定されず、その他のさまざまな開閉体に適用できるものである。
【００１０】
図１において、洋式便器等の便器本体１の後部上面の略中央部には、左右の同軸方向に一対の取付穴２ａ（一方のみ表示）を設けた取付筒体２が、その両側部後方に突設した取付部２ｂ，２ｂを一対の取付ボルト２ｃ（一本のみ表示）で固着することによって取り付けられており、各取付穴２ａ内に左右一対の開閉用ヒンジ４，４の筒状を呈したヒンジケース３，３が着脱自在に挿入固定されるようになっている。このヒンジケース３，３の取付筒体２に対する固定手段は、とくに図１乃至図５に示したように、ヒンジケース３の一側端部には変形鍔部３ａが、またその下側には係止突起３ｂが設けられており、この変形鍔部３ａを取付筒体２の取付穴２ａの入口に設けた係止凹部２ｄへ嵌合させると共に、係止突起３ｂを取付穴２ａ内に設けた係止片２ｅの係止溝２ｆへ係止させる構造となっている。
【００１１】
開閉用ヒンジ４，４は図１に示したように左右で一対であり、左側のものが便座用、右側のものが便蓋用である。しかし、その内部構造は左右対称となるのみで同じであるので、以下には図中左側の便座用の開閉用ヒンジ４についてのみ説明する。
【００１２】
まず、カム機構Ａについて説明すると、とくに図２乃至図５に示したように、ヒンジケース３内部にはその軸芯部軸方向へ回転シャフト５が回転自在となるように収装されている。この回転シャフト５は左端部から外周にヒンジケース３の内周壁３ｄに接する例えばＯリングのようなシール部材６を嵌着させる溝部５ａと、外周にコンプレッションスプリングから成る弾性手段７を環巻きさせた大径部５ｂと、回転摺動カム８を摺動自在に軸挿させた断面略楕円形状を呈した小径部５ｃとから成り、この小径部５ｃをヒンジケース３の内部に突設させた仕切壁３ｃに設けた軸受孔３ｅに軸受けさせている。この小径部５ｃの軸受孔３ｅより露出した端部には、取付ネジ１７を介して抜け止め防止用の係止プレート１８が取り付けられており、この係止プレート１８の外周に設けた切欠１８ａへヒンジケース３の内周より突設したストッパー部１９を収容させている。上述した弾性手段７は鍔部５ｄと回転摺動カム８との間に弾設され、該回転摺動カム８を一方向（図中右方向）へ摺動附勢させている。
【００１３】
また、この回転摺動カム８は軸芯部に断面楕円形状を呈した変形孔８ａを有し、この変形孔８ａに小径部５ｃを軸挿係合させることにより回転シャフト５と共に回転する。さらに、この回転摺動カム８はとくに図２と図９に示したように、その外周部の対向位置に軸方向へ突出する凸部８ｂ，８ｂを有している。仕切壁３ｃの一側部側には、とくに図２と図１０に示したように、一側部の外周の対向位置に軸方向へ突出する各一対ずつの凸部９ａ，９ａと凹部９ｂ，９ｂを有する固定カム９が、他側部に突設した複数の突起９ｃを図３乃至図５に示したように仕切壁３ｃに設けた係止穴３ｆへ嵌入することによって取り付けられており、軸芯部に設けた断面円形状の挿通孔９ｄに回転シャフト５の小径部５ｃを回転自在に挿通させると共に、凸部９ａ，９ａと凹部９ｂ，９ｂを回転摺動カム８の凸部８ｂ，８ｂと対向接触させている。
【００１４】
次に、ダンパー手段Ｂについて説明する。図３乃至図７に示したように、回転シャフト５の大径部５ｂの外周には周溝１０が設けられ、この周溝１０にゴムリング１１が嵌着されてヒンジケース３の内壁に圧接させられると共に、このゴムリング１１の外周とヒンジケース３の内壁との間には、とくに図６に示したように、例えばグリスやシリコンオイルのような粘性に富んだ粘性油脂１２が塗布されている。ゴムリングは例えばゴム製であるが、合成樹脂製であっても良い。その外周には、とくに図６と図７に示したように、複数の溝１１ａが設けられ、粘性油脂が貯溜され易いように工夫が凝らされている。
【００１５】
回転シャフト５の左側のヒンジケース３より露出した側には、とくに図３に示されたように、端面より中心部軸方向に変形装着穴５ｅが設けられており、この変形装着穴５ｅに図１と図４乃至図５に示されたように、便座や便蓋の取付部１３，１４を支持する取付ピン１５が圧入されている。取付ピン１５は断面を略楕円形状をした変形軸部１５ａとなっており、この変形軸部１５ａと便座の取付部１３に設けた変形孔１３ａが挿入係合されることにより、取付部１３の回転動作に伴い回転シャフト５と共に回転するように構成されている。この変形軸部１５ａにはさらに便蓋の取付部１４の円形孔１４ｂが軸着されているが、円形であるために取付ピン１５の回転動作に伴い回転シャフト５と共に回転せず、該取付ピン１５によって支持されることにより、この取付ピン１５の変形軸部１５ａを支点に回転自在である。つまり、この左側の開閉用ヒンジ４は便座を開閉する時には、取付部１３及び取付ピン１５を介して回転シャフト５が回転して動作するが、便蓋を開閉する際にはこれを取付部１４を介して取付ピン１５で支持するのみで、回転シャフト５は回転しない。その他、指示記号２０はワッシャー、２１はヒンジケース３の反対側を塞ぐ栓体、２２は例えばＯリング等のシール部材である。
【００１６】
図１に示したように、右側のもう一方の開閉用ヒンジ４のヒンジケース３の側の回転シャフト５の変形装着穴に対し、上述したようにして装着されたもう一方の取付ピン１５の変形軸部１５ａには、今度は便座の取付部１３に設けた円形孔１３ｂが軸着されるようになっており、便座の取付部１３はこの右側の取付ピン１５に対しては回転自在である。しかし、この取付ピン１５の変形軸部１５ａは便蓋の取付部１４に設けた変形孔１４ａを挿入係合されるようになっており、便蓋の取付部１４と共に回転するように構成されている。つまり、右側の開閉用ヒンジ４は便座の開閉操作時にはその取付部１３を取付ピン１５で支持するのみで回転シャフト５は回転しないので動作しない。したがって、上述したように図１において左側の開閉用ヒンジ４が便座用であり、右側の開閉用ヒンジ４は便蓋用である。
【００１７】
次に、動作について説明する。図示してない便座の閉成状態時においては、図４に示された第１回転制御手段Ａのカム機構Ａを構成する回転摺動カム８の凸部８ｂは、固定カム９の凸部９ａと対向当接しており、弾性手段７は最大に圧縮された状態にある。他方、ダンパー手段Ｂのゴムリング１１はヒンジケース３の内周に圧接した状態にある。この状態より便座を開くと、その取付部１３を係合させている取付ピン１５を介して回転シャフト５がダンパー手段Ｂのダンパー作用に抗して回転し、共に同一方向へ回転する回転摺動カム８の凸部８ｂは弾性手段７によって押されながら固定カム９の凸部９ａから凹部９ｂ側へ落ち込みつつ、固定カム９の側へ摺動する。
【００１８】
このようにして、回転シャフト５のスムーズな回転が許容され、便座は９０°まで開かれる。
【００１９】
開いた便座を閉じる際には、カム機構Ａは先ほど説明したのと逆の動作を行うことになるが、約４０°の開成角度から回転摺動カム８の凸部８ｂが固定カムの凹部９ｂより凸部９ａへとその圧接位置を弾性手段７の弾力に抗して変える際の抵抗により、便座の回転モーメントを打ち消す逆方向のトルクが発生し、その便座の閉成動作が急激となることを防止するものである。他方、ダンパー手段Ｂのヒンジケース３の内壁に圧接するゴムリング１１と粘性油脂１２の粘性とによって創出されるダンパー作用によるトルク制御により、便座は手を離してもソフトに閉止される。
【００２０】
このようにして、便座の閉成動作時においては、カム機構Ａの便座の回転モーメントとは逆方向に作用する回転トルクとダンパー手段Ｂのダンパー作用により、急激に落下することなく、静かに閉じられるものである。
【００２１】
図１１と図１２は、ゴムリングの他の実施の形態を示し、図面によればゴムリング２４の外周には、その左側部より右側部へ傾斜する複数の短い粘性油脂を溜める傾斜溝２４ａが全周に渡って等間隔かつ複数個設けられている。
【００２２】
図１３と図１４は、ゴムリングのさらに他の実施の形態を示し、図面によればゴムリング２５の外周には、断面を丸くした複数の凸条部２５ａが螺旋状に設けられることによって、複数の粘性油脂を溜める溝２５ｂが設けられている。
【００２３】
図１５と図１６は、ゴムリングのさらに他の実施の形態を示し、図面によればゴムリング２６の外周には、断面を丸くした複数の凸条部２６ａが図１３と図１４のものに比べて一本多く螺旋状に設けられていることによって、複数の粘性油脂を溜める溝２６ｂが設けられている。
【００２４】
図１７乃至１９は、ゴムリングのさらに他の実施の形態を示し、図面によればゴムリング２７の外周には、全周に渡ってその両側部より中央部に向けて複数のＶ字形状の粘性油脂を溜める溝２７ａが等間隔に設けられている。
【００２５】
図２０乃至図２２は、ゴムリングのさらに他の実施の形態を示し、図面によればゴムリング２８の外周の中央部分には、深いリング状の粘性油脂を溜める溝２８ａが設けられ、この周溝２８ａに向けて両側部よりＶ字形状を形成するようにやや浅い短い粘性油脂を溜める溝２８ｂが複数個等間隔に設けられている。
【００２６】
図２３乃至図２５は、ゴムリングのさらに他の実施の形態を示し、図面によればゴムリング２９の外周には、側面から見て鋸歯状に複数の突起２９ａが全周に渡って設けられることによって、複数の粘性油脂を溜める溝２９ｂが形成されている。
【００２７】
図２６と図２７は、ゴムリングのさらに他の実施の形態を示し、図面によればゴムリング３０の外周には、正面から見てＶ字状の突起３０ａが、複数個方向を揃えて等間隔に全周に渡って設けられることによって、複数の粘性油脂を溜める溝３０ｂが形成されている。
【００２８】
尚、以上の実施例のものでは、便座を８０°まで閉じた後これを若干下押しして手を離すと、弱いカムトルクとダンパー作用によって、比較的早い速度で便座は約４０°の閉成角度まで閉じられ、その間約２秒程度となる。その後、カム機構Ａの回転摺動カム８の凸部８ｂ，８ｂが固定カム９の凸部９ａ，９ａに向けてこれを弾性手段７の弾力に抗して登ることになることから、約１０°の閉成角度までゆっくりと閉成され、その後さらにゆっくりとした閉成動作となり０°までの閉成までに約５秒を要するようにカム機構Ａとダンパー手段Ｂを組み合わせることを最適の実施形態とするものである。
【００２９】
また、カム機構Ａの創出するカムトルクとダンパー手段Ｂのダンパー作用を組み合わせた複合トルク作用により、便座の開閉操作に伴う動作時間を調整し、動作にメリハリをつけることができるものである。
【００３０】
尚、以上は左側の便座用の開閉用ヒンジ４についてのみ説明したが、右側の便蓋用の開閉用ヒンジ４についても閉成位置から便蓋を開閉することになるが、この便蓋は便座ほど、開閉操作が頻繁ではないことから、便座の場合のように開閉動作に細かいアクセントをつける必要性が余りない。それ故、固定カムに設けるカム形状をもっと単純な形状とすることが可能である。しかし、基本的には便座の場合と同じような回転モーメントとなることから、固定カムのカム形状が相違するのみで、後の構造は同じであるので、説明を省略する。
【００３１】
【発明の効果】
この発明は以上のように構成したので、次のような効果を奏し得る。
【００３２】
請求項１と２のように構成すると、製作コストの安い簡単な構成で便座や便蓋のとくに閉成動作時におけるソフト閉止を行うことができ、閉成時における浮き現象がなくなる上に、弾性手段を作用させたカム機構とダンパー手段という性質の異なる回転制御手段を同軸上に配置し、複合トルクを創出させることができる上に、ゴムリングの外周に傾斜して設けた溝によって回転シャフトの少ない回転角度であっても容易に摺動面に油膜を形成することができるものである。
【００３３】
請求項３のように構成すると、突条部の断面形状が丸形状であるため、単なる溝の場合よりも多くの粘性油を保持することができた上で、動き始めがソフトになるという効果を奏し得る。
【００３４】
請求項４と５のように構成すると、Ｖ字形状の溝によって回転シャフトの一方向の回転時には、摺動面から粘性油を排出し、逆方向の回転時には粘性油を取り込むことができるので、常に適正な油膜を摺動面に形成でき、安定したダンパー作用を創出することができるという効果を奏し得るものである。
【００３５】
請求項６と７のように構成すると、回転シャフトの一方向の回転時には、突起が起き上がるように変形して緩衝効果を弱めにことになり、ワンウェイダンパーとして用いることが出来るとう効果を奏し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る開閉用ヒンジを洋式便器の便器本体へ取り付ける際の取付部品の一例を示す分解斜視図である。
【図２】この発明に係る開閉用ヒンジの一部分解斜視図である。
【図３】この発明に係る開閉用ヒンジの部分の縦断面図である。
【図４】この発明に係る開閉用ヒンジの動作を説明するための説明図である。
【図５】図４の状態から便座を９０°まで開いた状態における説明図である。
【図６】ダンパー手段の部分の一部拡大断面図である。
【図７】ゴムリング全体の正面図である。
【図８】回転シャフトの斜視図である。
【図９】回転摺動カムの斜視図である。
【図１０】固定カムの斜視図である。
【図１１】この発明に係るゴムリングの他の実施の形態を示す正面図である。
【図１２】図１１に示したゴムリングの拡大断面図である。
【図１３】この発明に係るゴムリングの他の実施の形態を示す正面図である。
【図１４】図１３に示したゴムリングの拡大断面図である。
【図１５】この発明に係るゴムリングの他の実施の形態を示す正面図である。
【図１６】図１５に示したゴムリングの拡大断面図である。
【図１７】この発明に係るゴムリングの他の実施の形態を示す正面図である。
【図１８】図１８に示したゴムリングの側断面図である。
【図１９】図１８に示したゴムリングの拡大断面図である。
【図２０】この発明に係るゴムリングの他の実施の形態を示す正面図である。
【図２１】図２０のゴムリングの側断面図である。
【図２２】図２０に示したゴムリングの拡大断面図である。
【図２３】この発明に係るゴムリングの他の実施の形態を示す正面図である。
【図２４】図２３のゴムリングの側面図である。
【図２５】図２３に示したゴムリングの拡大断面図である。
【図２６】この発明に係るゴムリングの他の実施の形態を示す正面図である。
【図２７】図２６のゴムリングの側面図である。
【符号の説明】
Ａカム機構
Ｂダンパー手段
１便器本体
３ヒンジケース
４開閉用ヒンジ
５回転シャフト
７弾性手段（コンプレッションスプリング）
８回転摺動カム
９固定カム
１０周溝
１１，２４，２５，２６，２７，２８，２９，３０ゴムリング
１１ａ，２５ｂ，２６ｂ，２７ａ，２８ａ，２８ｂ，２９ｂ，３０ｂ溝部
１２粘性油脂
１３取付部
１４取付部
１５取付ピン
２４ａ傾斜溝
２５ａ，２６ａ突条部
２９ａ，３０ａ突起

Claims

ヒンジケース内に回転可能に設けた開閉体支持する回転シャフトと、この回転シャフトを中心部に軸挿させつつ前記回転ヒンジケース内に固定された固定カムと、前記回転シャフトを中心部に軸挿係合させつつ摺動可能かつ該回転シャフトと共に回転するように前記ヒンジケース内に収装された回転摺動カムと、この回転摺動カムを前記固定カムの方向へ押圧する弾性手段とから成るものにおいて、前記回転シャフトの回転をさらに制御するために、該回転シャフトの外周に嵌着させて前記ヒンジケースとの間に介在させたゴムリングと、このゴムリングの外周と前記ヒンジケースの内周との間に塗布させた粘性油脂とから成るダンパー手段を設けると共に、前記ゴムリングにはその外周に螺旋状の溝を設けたことを特徴とする、開閉体の開閉用ヒンジ。
前記ゴムリングに代えて、その外周に全周に渡って、その一側部より他側部に向けて、一方向へ傾斜する複数の短い傾斜溝を適宜間隔を空けて設けたゴムリングを用いることを特徴とする、請求項１記載の開閉体の開閉用ヒンジ。
前記ゴムリングに代えて、その外周に断面を丸くした複数の凸条部を螺旋状に設けたゴムリングを用いることを特徴とする、請求項１記載の開閉体の開閉用ヒンジ。
前記ゴムリングに代えて、その外周にその両側部より中央部に向けてＶ字状を形成する溝を全周に渡って同一方向へ向けて複数個適宜間隔を空けて設けたゴムリングを用いることを特徴とする、請求項１記載の開閉体の開閉用ヒンジ。
前記ゴムリングに代えて、その外周の中央部に設けた周溝に向けて両側部より複数のＶ字状を形成する溝を同一方向へ向けて適宜間隔を空けて設けたゴムリングを用いることを特徴とする、請求項１記載の開閉体の開閉用ヒンジ。
前記ゴムリングに代えて、その外周に側断面鋸歯状を呈した複数の突起を設けたゴムリングを用いることを特徴とする、請求項１記載の開閉体の開閉用ヒンジ。
前記ゴムリングに代えて、その外周にその両側部から中央部に向けて複数のＶ字状の突起を設けたゴムリングを用いることを特徴とする、請求項１記載の開閉体の開閉用ヒンジ。