JP3937190B2 - ストッパ機構 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は制御対象物の回転動作を所定の位置で止めることができるストッパ機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、洋式便器の便蓋や便座、各種のものを収容するための箱の蓋等は、その一端付近に配設される回転軸を中心として回転動作する。このように制御対象物が回転動作するものにおいて、従来、その動作を所望の位置で止め、その位置を保持しようとする場合、一般には、ラチェット機構を用いている。すなわち、ラチャット機構の爪部を制御対象物のいずれかの部位に係合させ、保持するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ラチェット機構は、制御対象物との機械的な噛み合いによりロックするものであるため、保持力の点で優れてはいるものの、係合を解除する場合には、制御対象物である蓋等を一方の手で保持しつつ、他方の手で爪部を解除位置に操作してその位置を保ったまま蓋等を所定の方向へ回転動作させる必要があった。従って、ロック解除する場合の操作が面倒であった。特に、重量が重い蓋等である場合には、これを片手で保持しつつ、他方の手でラチェット機構の爪部の解除操作をするのは非常に困難であった。
【０００４】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、機械的な噛み合いによりロックできる一方で、回転動作のみで係合を解除することができるストッパ機構を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本発明のストッパ機構は、一面に凹部が形成されていると共に、該凹部の周囲を取り囲む突壁の一部を所定の範囲に亘って切り欠かくことにより形成した切り欠き部と該切り欠き部の範囲内に形成されている凸部とを有する固定体と、
該固定体側に向かって突出し、円周方向に所定間隔をおいて少なくとも２つ設けられた突出段部と、該固定体の一面に対向する対向面に、一方向へ所定量回転すると前記固定体の切り欠き部内に位置し、他方向への回転させようとすると該切り欠き部を形成する一方の端壁に当接して他方向への回転を阻止する係合突起とを有する回転体と、
突片の一部が該固定体の切り欠き部を形成する他方の端壁と前記凸部との範囲内に位置するように配設されると共に、該切り欠き部底面との対向面に、常態において切り欠き部底面に形成された被係合部と係合し、回転体が一方向へ所定量回転して係合突起が切り欠き部内に位置すると、回転体の一方の突出段部が突片の一側端に当接して回転体の一方向へのそれ以上の回転動作を阻止する一方、回転体を一方向へ所定以上の回転力で回転させると回転体の一方の突出段部により突片が同方向へ押圧され、固定体の切り欠き部底面に形成された被係合部との係合が解除される係合部を有し、突片の他側端が切り欠き部の他方の端壁に当接するまで回動し、次に、回転体が他方向へ回転していくと、回転体の他方の突出段部に押圧されて係合部が被係合部に再度係合する移動子と、
該移動子の突片を固定体の切り欠き部底面に押し付けるため、移動子と回転体との間に配設された弾性部材と、
前記回転体に形成された挿通孔に挿通配設され、回転体と共に回転する回転軸と、
を有し、さらに、前記回転体の少なくとも２つの突出段部と係合突起の位置関係が、回転体が他方向に回転して移動子の係合部が固定体の切り欠き部に設けられた被係合部に再度係合する際には、係合突起が切り欠き部の範囲から外れ、固定体の突壁上端面上に位置し、回転体の他方向への回転が許容されるように設定されていることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳述する。図において、１は本実施の形態に係るストッパ機構であり、固定体２、回転体３、移動子４、コイルスプリング５、回転軸６等を有して構成される。
【０００７】
固定体２は、略円柱状に形成され、その一面（後述の回転体３と対向する面）には、凹部２１が形成されている。この凹部２１は、平滑面に形成され、外周縁部には該凹部２１を取り囲む突壁２２が円周に沿って形成されている。突壁２２の上端面も平滑に形成され、この上端面上を後述の回転体３の係合突起３８，３９が摺接しつつ回動する。突壁２２は、円周に沿って所定の範囲に亘って一部切り欠かれている。本実施の形態では、凹部２１の面と同一面上となるまで対称位置に２カ所切り欠かれており、この部分が切り欠き部２３，２４を構成している。切り欠き部２３，２４の略中央部の底面には穴部２３ａ，２４ａが形成されている。穴部２３ａ，２４ａは、後述の移動子４に形成され、係合部を構成するテーパピン４４，４５と係合する被係合部を構成する。また、切り欠き部２３，２４の範囲内であって、切り欠き部２３，２４を構成する突壁２２の一方の端壁２３ｂ，２４ｂから穴部２３ａ，２４ａに至る手前までの長さに亘って、本実施の形態では突壁２２と一体的に、外周縁に沿って幅の狭い凸部２３ｃ，２４ｃが形成されている。この凸部２３ｃ，２４ｃは後述の移動子４の回動範囲を規制するものであるが、回転体３に設けられる係合突起３８，３９が切り欠き部２３，２４内に位置できるよう、突壁２２の幅よりも狭く、かつ係合突起３８，３９の動きの邪魔にならない外寄りの位置に形成される。凸部２３ｃ，２４ｃは、かかる機能を果たせばよく、本実施の形態のように、突壁２２と一体的に所定の長さで設けられていることは必須ではなく、所定の位置にピン状に設けてもよい。
【０００８】
回転体３は、略円柱状に形成されていると共に、固定体２との対向面３１に、外周縁に沿って固定体２側に突出する突出段部３２〜３５が形成されている。この突出段部３２〜３５は、２個一組として構成され、各組を構成する２個の突出段部３２，３３又は３４，３５間の円周方向に沿った間隔が、後述の移動子４の突片４２，４３の幅よりも広くなるように設けられている。本実施の形態において、二組設けたのは、切り欠き部２３，２４の形成数及び後述の移動子４の突片４２，４３等の数に対応させたためであり、突片４２，４３が一つの場合には一組であってもよいことはもちろんである。また、本実施の形態では、一方の組における一方の突出段部３２と他方の組における他方の突出段部３５、及び一方の組における他方の突出段部３３と他方の組における一方の突出段部３４が、いずれも対向面３１の外周縁に沿って一連に形成された突出円弧部３６，３７の各端面を構成しているが、これは、製造の容易性を考慮したためであり、各突出段部３２〜３５が独立したピン状に突設されていてもよいことはもちろんである。
【０００９】
回転体３は、また、対向面３１に、２つの係合突起３８，３９が形成されている。なお、この係合突起３８，３９の配設数も、移動子４の突片の数及び固定体２の切り欠き部２３，２４の形成数との関係から２つにしたもので、これに限定されるものではないことはもちろんである。この係合突起３８，３９の形成位置は、固定体２の突壁２２の上端面に沿って移動可能で、回転体３が一方向へ所定量回転した場合に、固定体２の切り欠き部２３，２４内に落ち込むよう、各突出段部３２〜３５の形成位置よりも内方の位置であって、一方の突出段部３２，３４からは円周方向に沿って所定の距離をおいて、すなわち、該一方の突出段部３２，３４が後述の移動子４の突片４２，４３の一側端に当接した際に切り欠き部２３，２４内に落ち込んでいるような距離をもって設けられる。
【００１０】
なお、上記した突出段部３２〜３５のうち、他方の突出段部３３，３５は、後述のように、係合が解除され僅かに浮き上がった移動子４の突片４２，４３の他側端を押圧して移動子４のテーパピン４４，４５を再度固定体２の穴部２３ａ，２４ａに係合させ、移動子４を浮き上がってない状態に戻すものである。従って、移動子４が浮き上がってない状態になったときに、係合突起３８，３９が未だ切り欠き部２３，２４内に位置していたのでは、切り欠き部２３，２４を構成する一方の端壁２３ｂ，２４ｂに当接して、それ以上の回転ができなくなる。このため、回転体３が他方向に回転する場合に、他方の突出段部３３，３５が移動子４の突片４２，４３の他側端に当接する前に、係合突起３８，３９が切り欠き部２３，２４上を通過して固定体２の突壁２２の上端面上に位置するよう、各組における２個の突出段部３２，３３又は３４，３５の間隔、並びに後述の移動子４の突片４２，４３の幅が選択される（図６参照）。
【００１１】
移動子４は、平板状に形成され、固定体２の一面に形成された凹部２１に収まる大きさの環状部４１と、この環状部４１に対向して突設された２つの突片４２，４３とを有している。各突片４２，４３は、幅が固定体２の切り欠き部２３，２４を形成する他方の端壁２３ｄ，２４ｄと凸部２３ｃ，２４ｃとの間隔よりも狭く、他方の突壁２３ｄ，２４ｄと凸部２３ｃ，２４ｃとの間で回動し得るよう、固定体２の一面と回転体３の対向面３１との間に配設される。また、各突片４２，４３における固定体２の一面との対向面４２ａ，４３ａには、固定体２の切り欠き部２３，２４に形成された穴部２３ａ，２４ａに係合する係合部であるテーパピン４４，４５が突設されている。従って、テーパピン４４，４５が穴部２３ａ，２４ａに係合すると移動子４はその分沈んでおり、テーパピン４４，４５が穴部２３ａ，２４ａから外れ、固定体２の切り欠き部２３，２４の底面上に位置しているときは、該移動子４が浮き上がると共に回転体３も浮き上がらせることになる。
【００１２】
ここで、上記した固定体２、回転体３、移動子４の各中心孔２５、３１ａ、４６には、回転軸６が挿通されている。より具体的には、回転体３に固定され、回転体３と共に、固定体２及び移動子４とは独立して回転可能に配設されている。また、回転体３と移動子４との間であって、回転軸６の周囲には弾性部材としてのコイルスプリング５が装着されている。これは、移動子４の突片４２，４３を常に固定体２の一面に形成された切り欠き部２３，２４の底面に押し付け、穴部２３ａ，２４ａとテーパピン４４，４５とを所定位置で常に係合させるためである。また、回転体３の外面であって、回転軸６の周囲にも別途にコイルスプリング７が装着されている。これは、回転体３を固定体２側へ押し付けるものである。なお、このコイルスプリング７は、回転体３と移動子４との間に配設されるコイルスプリング５よりも反力が強くなるように設定した方が、回転体３の円滑な回転のために好ましい。符号８は、該コイルスプリング７を配設するため、回転軸６の適宜位置に固定される環状部材である。
【００１３】
本実施の形態に係るストッパ機構１は、回転軸６の出力端６１又は回転体３を、図示しない制御対象物の回転基部（蓋等の一端縁に設けられている回転軸や軸受け部）に連結する。このとき、制御対象物の閉止状態において、回転体３の突出段部３２〜３５が、固定体２の切り欠き部２３，２４から所定の回転角度離れた位置になるように設定する（図３（ａ）参照）。突出段部３２〜３５が切り欠き部２３，２４付近に至り、係合突起３８，３９が切り欠き部２３，２４内に位置することで回転体３の回転動作が阻止されるものであるから、制御対象物の種類によってこの設定角度を選択することにより、所望の位置で制御対象物を停止させることができる。
【００１４】
なお、このとき、移動子４は、図３（ｂ）に示すように、コイルスプリング５の作用により、固定体２の一面に押し付けられ、そのテーパピン４４，４５が切り欠き部２３，２４の穴部２３ａ，２４ａに係合している。すなわち、該移動子４は、固定体２の一面から浮き上がっていない状態である。
【００１５】
かかる状態で、制御対象物を開放していくと、回転軸６及び回転体３が、図３〜図６において矢印Ｘ方向へ回転する。所定角度回転するまでは、回転体３の係合突起３８，３９が、固定体２の突壁２２の上端面上を移動する（図３（ａ）（ｂ）参照）。また、上記した回転体３の突出段部３３，３５は、固定体２の突壁２２の外方を通過するように設けられていると共に、移動子４の突片４２，４３は、固定体２の切り欠き部２２，２３から外方に突出している。従って、所定の回転角度までは、他方の突出段部３３，３５は、固定体２の突壁２２の外方を通過してから移動子４の突片４２，４３の上面を通過する。そして、所定の回転角度に至り、この他方の突出段部３３，３５が移動子４の他側端を過ぎると、回転体３がコイルスプリング７によって固定体２の一面側に向かって押し付けられているため、図４（ａ）（ｂ）に示すように、係合突起３８，３９が切り欠き部２３，２４内において一方の端壁２３ｂ，２４ｂと凸部２３ｃ，２４ｃとの間に落ち込み、回転体３が沈む。その結果、回転体３及び回転軸６をさらにＸ方向へ回転させようとしても、移動子４のテーパピン４４，４５が切り欠き溝２３，２４の穴部２３ａ，２４ａに係合しているため、回転体３の一方の突出段部３２，３４が突片４２，４３の一側端に当接して、それ以上の回転が阻止される。一方、他方向、すなわち、矢印Ｙ方向に回動させようとしても、係合突起３８，３９が切り欠き溝２３，２４の一方の端壁２３ｂ，２４ｂに当接するため、Ｙ方向への回転も阻止される。従って、この時点で、制御対象物は、所定の回転角度で開放されたままロックされた状態となる。便蓋や便座のように、上下方向に開閉されるものの場合には、所定の回転角度でストップさせた場合、下方へその自重が加わることになり、特に、下方へのロックが解除されないように配慮する必要があるが、係合突起３８，３９が一方の端壁２３ｂ，２４ｂに必ず衝突するという機械的な噛み合いにより、確実にロックされる。
【００１６】
一方、制御対象物を閉止する場合には、上記したロック状態を解除する必要がある。この場合には、まず、制御対象物を把持するなどして、回転体３及び回転軸６を一方向すなわち矢印Ｘ方向へ所定以上の回転力を加える。その結果、図５（ａ）（ｂ）に示すように、一方の突出段部３２，３４により移動子４の突片４２，４３の一側端が同方向へ押圧されて他側端が切り欠き溝２３，２４の他方の端壁２３ｄ，２４ｄに当接するまで回動しようとし、テーパピン４４，４５が穴部２３ａ，２４ａから外れる。なお、この回転力は、制御対象物の大きさ、重さ、開閉方向などを考慮して設定される。例えば、便蓋や便座などの場合には、主としてロック解除により下方へ自然落下するものであるため、上方へのロック力はそれほど強くなくてもよく、テーパピン４４，４５や穴部２３ａ，２４ａのテーパ角度などがそれに合わせて設定される。
【００１７】
テーパピン４４，４５が穴部２３ａ，２４ａから外れると、図４（ｂ）に示すように、テーパピン４４，４５の先端が切り欠き溝２３，２４の底面上に位置し、その高さ分、移動子４が浮き上がると共に、回転体３も浮き上がらせる。回転体３の一方の突出段部３２，３４が移動子４の突片４２，４３の一側端に当接し、突片４２，４３の他側端が切り欠き溝２３，２４の他方の端壁２３ｄ，２４ｄに当接しているため、回転体３及び回転軸６は、これ以上Ｘ方向へ回転することはできない。
【００１８】
そして、この状態で、回転体３及び回転軸６を矢印Ｙ方向へ回動させる。回転体３の他方の突出段部３３，３５の間隔が、突片４２，４３の幅よりも広いため、まずは、移動子４は動かず、このため、回転体３の対向面３１が移動子４の上面上を摺接しつつ回転体３が浮き上がった状態で、該他方の突出段部３３，３５が突片４２，４３の他側端に当接するまで回動する（図６（ａ）（ｂ）参照）。固定体２の切り欠き部２３，２４の幅、回転体３の突出段部３３，３５の間隔、及び係合突起３８，３９の形成位置が上記したように設定されており、回転体３は浮き上がった状態で回転しているため、この時点で係合突起３８，３９は、図６（ｂ）に示すように、切り欠き溝２３，２４に落ち込まずに、その上方を通過し、固定体２の突壁２２の上端面上に至る。そのまま、Ｙ方向に回動させると、移動子４は、他方の突出段部３３，３５により突片４２，４３の他側端が押圧されて回動し、コイルスプリング５の弾性力によってテーパピン４４，４５が穴部２３ａ，２４ａに落ち込み、初期位置に復帰する（図３（ａ）（ｂ）参照）。これによって、移動子４の浮き上がり状態が解除されることになるが、回転体３の係合突起３８，３９は既に突壁２２の上端面上に位置しているため、回転体３は、その係合突起３８，３９の高さ分浮き上がった状態で、他方の突出段部３３，３５も移動子４の突片４２，４３の上面を通過し、いずれにも引っかからないでＹ方向へ速やかに回転する。
【００１９】
従って、制御対象物をロック状態から閉止する場合、制御対象物を把持するなどして、開放方向へ僅かに動かして戻すだけでロックが解除される。例えば、便座や便蓋の場合には、従来のように、便座や便蓋を把持しつつ、ラチェット機構の爪部を解除するような操作をする必要がなく、便座や便蓋を片手で前後に動かすだけで容易にロック解除できる。
【００２０】
なお、便座や便蓋のように、閉成方向へ回動する場合に、支えている手等を離すと自由落下する制御対象物の場合には、回転体３又は回転軸６に同方向への閉成速度を遅動させる回転ダンパを併設することもできる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明のストッパ機構によれば、制御対象物を任意の角度で開放した状態で確実に保持できると共に、ロック解除も極めて容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明のストッパ機構の一の実施の形態を示す分解斜視図である。
【図２】図２は、同実施の形態にかかるストッパ機構の縦断面図である。
【図３】図３（ａ）は、係合突起が突壁の上端面上に位置しているときの、固定体、回転体及び移動子の位置関係を示す平面図であり、（ｂ）は横方向からみたそれらの位置関係を模式的に示す図である。
【図４】図４（ａ）は、係合突起が切り欠き部内に位置しているときの、固定体、回転体及び移動子の位置関係を示す平面図であり、（ｂ）は横方向からみたそれらの位置関係を模式的に示す図である。
【図５】図５（ａ）は、移動子のテーパピンが穴部から離脱したときの、固定体、回転体及び移動子の位置関係を示す平面図であり、（ｂ）は横方向からみたそれらの位置関係を模式的に示す図である。
【図６】図６（ａ）は、回転体の他方の突出段部が移動子の他側端に当接したときの、固定体、回転体及び移動子の位置関係を示す平面図であり、（ｂ）は横方向からみたそれらの位置関係を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１ ストッパ機構
２ 固定体
２２ 突壁
２３ 切り欠き溝
２４ 切り欠き溝
３ 回転体
３２ 一方の突出段部
３３ 他方の突出段部
３４ 一方の突出段部
３５ 他方の突出段部
３８ 係合突起
３９ 係合突起
４ 移動子
４２ 突片
４３ 突片
４４ テーパピン
４５ テーパピン
５ コイルスプリング
６ 回転軸
７ コイルスプリング

Claims (1)

1. 一面に凹部が形成されていると共に、該凹部の周囲を取り囲む突壁の一部を所定の範囲に亘って切り欠かくことにより形成した切り欠き部と該切り欠き部の範囲内に形成されている凸部とを有する固定体と、
   該固定体側に向かって突出し、円周方向に所定間隔をおいて少なくとも２つ設けられた突出段部と、該固定体の一面に対向する対向面に、一方向へ所定量回転すると前記固定体の切り欠き部内に位置し、他方向への回転させようとすると該切り欠き部を形成する一方の端壁に当接して他方向への回転を阻止する係合突起とを有する回転体と、
   突片の一部が該固定体の切り欠き部を形成する他方の端壁と前記凸部との範囲内に位置するように配設されると共に、該切り欠き部底面との対向面に、常態において切り欠き部底面に形成された被係合部と係合し、回転体が一方向へ所定量回転して係合突起が切り欠き部内に位置すると、回転体の一方の突出段部が突片の一側端に当接して回転体の一方向へのそれ以上の回転動作を阻止する一方、回転体を一方向へ所定以上の回転力で回転させると回転体の一方の突出段部により突片が同方向へ押圧され、固定体の切り欠き部底面に形成された被係合部との係合が解除される係合部を有し、突片の他側端が切り欠き部の他方の端壁に当接するまで回動し、次に、回転体が他方向へ回転していくと、回転体の他方の突出段部に押圧されて係合部が被係合部に再度係合する移動子と、
   該移動子の突片を固定体の切り欠き部底面に押し付けるため、移動子と回転体との間に配設された弾性部材と、
   前記回転体に形成された挿通孔に挿通配設され、回転体と共に回転する回転軸と、
   を有し、さらに、前記回転体の少なくとも２つの突出段部と係合突起の位置関係が、回転体が他方向に回転して移動子の係合部が固定体の切り欠き部に設けられた被係合部に再度係合する際には、係合突起が切り欠き部の範囲から外れ、固定体の突壁上端面上に位置し、回転体の他方向への回転が許容されるように設定されていることを特徴とするストッパ機構。

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