JP4228584B2 - 回転ダンパー - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、便座および便蓋などに設ける回転ダンパーの自立機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
便座などに用いられる回転ダンパーは、使用者が便座を閉止させるときに、滑かに閉止するよう、オイルダンパーなどを用いた回転ダンパーが使用されていた。通常使用されている便座はヒンジの構成上、回転軸が便座の重心の延長線上に構成できない場合が多く、使用者が便座を９０度近くに立てても、重心位置が回転軸よりも前の位置にあり、自重で落ちてしまうため、回転ダンパーに９０度近くの位置で自立する自立機構を設ける必要があった。この自立機構について以下説明する。
【０００３】
従来の便座等に用いられる回転ダンパーを図１３、図１４を用いて説明する。図１３は従来の回転ダンパーを示すが概略側面図、図１４は同回転ダンパーの自立機構を示す要部断面Ｂ−Ｂ図である。
【０００４】
図において回転ダンパー３０の出力軸３１の外周に、自立保持部材３２を固定し、出力軸３１には突起部３３を設けている。また自立保持部材３２には外周に沿って溝３４を設け、円弧状の形状で片持ち梁の構成をとるばね部３５を形成する。ばね部３５の先端には爪３６を設け、出力軸３１の突起部３３と、ばね部３５先端の爪３６とが係合するよう構成する。出力軸３１の突起部３３と、ばね部３５先端の爪３６とが係合する位置は、便座（図示せす）が９０度近くに立った位置に設定される。出力軸３１が閉方向に回転し、突起部３３と、ばね部３５先端の爪３６が係合する位置に達すると、爪３６が突起部３３により押し上げられて自立トルクを発生し、出力軸３１に係合された便座が９０度近くの位置で自立するよう構成したものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、出力軸３１の外周に固定された自立保持部材３２の一部に設けた、ばね部３５は、片持ち梁の構造となる為、ばね部３５の先端の爪３６が、出力軸３１の突起部３３と係合し、所要の自立トルクを発生させ、さらに十分な疲労強度を確保する為に、かなり大きな形状となっていた。
【０００６】
また、出力軸３１の突起部３３とばね部３５の先端の爪３６とは、出力軸３１の回転方向により、ばね部３５が引っ張られる、あるいは圧縮される方向に力が作用し、引っ張られる方向に力が作用した場合には、ばね部３５の根本にかなりの負荷が作用し、圧縮方向に力が作用した場合には、ばね部３５が撓んで座屈が生ずる場合もあり、ばね部３５の応力を許容値内に抑えるためには，ばね部３５の形状をかなり大きく設定する必要があった。
【０００７】
また出力軸３１の突起部３３により、ばね部３５の先端の爪３６が引っ張られた後に、ばね部３５の爪３６の引っ掛かりが外れる場合、ばね部３５が急激に初期位置にまで弾かれて戻るため、大きな音を発生し、動作的にも不安定なものであった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記従来の課題を解決するために、本発明の回転ダンパーの自立機構は、回転ダンパーの前面に構成するフランジに一体に樹脂ばね部を構成し、この樹脂ばね部を両持ち支持の梁の構成とすることにより、樹脂ばね部の半径方向への変位に対する剛性を確保すると共に、回転方向への剛性も確保し、回転方向への変位を抑えるコンパクトな構成としたものである。
【０００９】
上記構成で、樹脂ばね部のほぼ中央に設けた凸部と回転ダンパーの軸に設けた突起部とが係合する際に生ずる回転方向の力をばね部（梁）両端で支えるため、従来のように梁の先端に力を加えられた場合などに生ずる梁の座屈などがなく、また樹脂ばね部のほぼ中央に設けた凸部と回転ダンパーの軸に設けた突起部とが接触し変位するときの動作も、樹脂ばね部の両端が支持されている両持ち梁の構成のため、半径方向に安定した変位となり、スムーズな動作が実現し、さらに耐久信頼性を向上させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、回転ダンパーの出力軸に設けた突起部と、前記突起部に当接する凸部を有する筒状のばね部を前記回転ダンパーの前面に設けたフランジと一体に構成し、前記ばね部は筒状の一方の端部の対向する一部を延設し前記フランジに持着することにより、筒状の略半周部の両持ちの梁の構成としたものでたもので、ばね部をコンパクトに構成することができるとともに、ばね部の荷重を十分に高く設定することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、回転ダンパーの出力軸に設けた突起部あるいは、前記回転ダンパーの前面に設けたフランジに樹脂成形品で構成したばね部（梁）に設けた凸部の少なくとも１方に、前記ばね部が押し上げられる時に前記突起部に作用する半径方向の分力と回転方向の分力の内、前記回転方向の分力の割合が大となるように、回転方向に対して垂直に近い面を構成したもので、回転ダンパーにより自立トルクを発生させる際に、ばね部（梁）に設けた凸部と回転ダンパーの出力軸に設けた突起部とが引っかかることによりトルクを生じさせ、十分な自立トルクを確保するものである。
【００１２】
また、回転方向に作用する力を主に自立トルクを発生させ、かつこのトルクを支持するばね部が両持ちの構成をとるため、この自立トルクを発生させる際に生ずる力を安定してばね部で支持することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、フランジおよび一体に構成したばね部を樹脂成型品で構成したもので、フランジおよびばね部をコンパクトに、また低コストで構成することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、フランジに一体に樹脂成型品で構成したばね部（梁）は、せん断応力も含めた平等強さの梁で構成したもので、樹脂ばね部を平等強さの梁の形状で構成することにより、樹脂ばね部の吸収エネルギーが最大となる構成として、樹脂ばね部の動作を安定して発揮させることができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、フランジを構成する樹脂材料は、ポリアミド樹脂としたもので、高負荷条件となる樹脂ばね部の強度とばね性を確保することができる。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、フランジを構成する樹脂材料を液晶ポリマーとしたもので、液晶ポリマーの樹脂自体が肉薄の部分で樹脂が流れ方向に配向することにより、特に曲げ弾性率と引張り強度が高くなり、また耐久性も向上する特性を利用し、ばね部（梁）の中央部を薄くした構成としているため、ばね部の特性を大幅に向上させることができる。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図１〜図１２を参照しながら説明する。
【００１８】
（実施例１）
図１は本発明の第１の実施例の回転ダンパーを搭載した衛生洗浄装置の外観図である。また図２は同回転ダンパーの概略側面図、図３は同回転ダンパーの概略正面図である。
【００１９】
図において、便器１と便器１の後方に設置されたロータンク２とが設置され、便器１に、衛生洗浄装置本体３が固定されている。衛生洗浄装置本体３には便座４と便蓋５が回動可能に固定され、各々にはスムーズに動作させるため、便蓋用の回転ダンパー６と便座用の回転ダンパー７とを設けている。
【００２０】
便座用の回転ダンパー７は便座４と結合される出力軸８を有している。出力軸８には突起部９を有し、この突起部９と係合する凸部１０を有するばね部１１を回転ダンパー７の前面に設けたフランジ１２に一体に設けている。ばね部１１は、両端をフランジ７に固定した両持ち梁の構成をとる。
【００２１】
便座用のダンパー７の回転軸８は、衛生洗浄装置本体３の本体構成関連から便座４の重心の延長線上にはなく、延長線のやや上に設定される。便座４は水平位置から９０度回転した位置では、重心が回転軸８よりも前にあるため便座４自体では自立はできない。
【００２２】
便座４が自立しないと、使用上不都合なため、便座４が水平位置から９０度立った位置前後で自立するような自立トルクを、回転ダンパー７の出力軸８の突起部９と、ばね部１１の凸部１０とを当接させて所要の自立トルクを発生させる。
【００２３】
便座４が水平位置に対して９０度前後、回転した位置で、便座用の回転ダンパー７の出力軸８の突起部９と、ばね部１１の凸部１０とは当接し、出力軸８の突起部９がばね部１１の凸部１０を乗り越える際に、自立トルクを発生する。出力軸８の突起部９が、ばね部１１の凸部１０を乗り越える時、突起部９に作用する半径方向の分力と回転方向の分力が発生するが、回転方向の分力により自立トルクが発生する。この回転方向の分力により凸部１０は回転方向に引っ張られる方向に力を受けるが、ばね部１０が両端支持の構成となっているため、ばね部１０が回転方向への力を受けてもばね部（梁）の座屈などを生ずることなく、半径方向の変位が主体となり安定し、かつスムーズな動作により所定の自立トルクを確保することができる。
【００２４】
（実施例２）
本発明の実施例２を図４、図５を用いて説明する。図４は本発明の第２の実施例の回転ダンパーを示す概略側面図、図５は同要部断面図である。実施例２は実施例１のばね部１１の形状を、ばね部１１の凸部１０の前後に直線部分１１ａを設けた構成としたものである。この構成によれば、図２、図３に示した円弧状のばね部１１と比較して、ばね部１１の直線部分１１ａで半径方向に大きく変位させることができるため、ばね部１１の動作ストロークをとって、ばね部１１の凸部１０の半径方向のストローク量をより広い範囲で設定することができる。
【００２５】
（実施例３）
本発明の実施例３を図６，図７を用いて説明する。図６は本発明の第３の実施例の回転ダンパーを示す概略側面図、図７は同要部断面図である。実施例３は、実施例１のばね部１１の形状として、ばね部１１の両端支持をしている根本に大きな曲線形状１１ｂを構成し、この部分で変位を吸収する構成をとったものである。樹脂ばねにより構成するばね部１１は、特にコンパクトな構成を取る場合、変位ストロークがとりにくく、設計上の制約が多くなる。
【００２６】
ばね部１１の根本に大きな曲線形状１１ｂを設けた場合、半径方向へのストローク量を十分に取った設計への自由度が高くなる。また、ばね部１１の根本に大きな曲線形状１１ｂを設けることにより、ばね部１１の半径方向への変位と共に、回転方向への変位に対してもばね性を持たせることができる。回転ダンパー７が速いスピードで動作し、かつ、ばね部１１の凸部１０が引っかかる場合など、ばね部１１の凸部１０に回転方向の衝撃的な力が作用する可能性があるが、ばね部１１の根本に設けた大きな曲線形状１１ｂでこの衝撃的な力を緩和することができる。
【００２７】
（実施例４）
本発明の第４の実施例を図８を用いて説明する。図８は本発明の第４の実施例の回転ダンパーの要部断面図である。本実施例は、第１の実施例の出力軸８の突起部９に、回転方向に対しておおよそ垂直な面９ａを構成したものである。ばね部１１の凸部１０が押し上げられる時に、突起部９に作用する半径方向の分力と回転方向の分力の内、回転方向の分力の割合が大となるように出力軸８の突起部９に回転方向に対しておおよそ垂直な面９ａを構成し、自立トルクを確保するものである。
【００２８】
ばね部１１の凸部１０が出力軸８の突起部９に押し上げられることにより、所定の自立トルクを発生させる場合、ばね部１１の半径方向への剛性をかなり高く設定する必要があり、樹脂で構成されるばね部１１には、大きな曲げ応力が発生することになる。本実施例では、出力軸８の突起部９に回転方向に対しておおよそ垂直な面９ａを構成し、出力軸８の突起部９とばね部１１の凸部１０とが、便座４が閉方向に移動した際に、出力軸８が回転方向に引っかかるように動作させるものである。自立トルクは出力軸８が回転方向に引っかかることにより発生する為、ばね部１１の半径方向への剛性はそれほど必要無く、回転方向への剛性（ばね部１１の引張り方向）の剛性を確保すれば良い。ばね部１１の引張り方向に対しては、剛性の確保は容易であるため、自立トルクを十分に高く設定しても、ばね部１１の動作の信頼性を確保することができる。
【００２９】
（実施例５）
本発明の第５の実施例を図９、１０を用いて説明する。図９は本発明の第５の実施例の回転ダンパーを示す概略側面図、図１０は同要部断面図である。本実施例は、ばね部１１を平等強さの梁の形状を有するばね部１１ｃとしたものである。ばね部１１ｃの凸部１０が突起部９により押し上げられる力により生ずるばね部１１ｃに作用する応力は、突起部９の前後で最大となるため、突起部９の前後で厚さが最大となり、ばね部１１ｃに作用する力が均等になるように設定している。ばね部１１ｃに作用する力が均等となる平等強さの梁となるよう設定しているため、ばね部１１ｃで吸収できるエネルギーが最大となり、ばね部１１ｃの耐久信頼性を向上させることができる。
【００３０】
（実施例６）
本発明の第６の実施例は、ばね部１１を、ポリアミド樹脂で構成したものである。ポリアミド樹脂は剛性が高く、またばね性に優れているため、ばね部６あるいはばね部６Ａのように、形状的に大きさに制約がある場合でも、十分にばねとして機能を果たすことができる。このポリアミド樹脂は、充填材としてガラス繊維あるいはカーボン繊維を入れることにより、さらに剛性を高め、ばね部の力と耐久性を向上させることが可能である。
【００３１】
（実施例７）
本発明の第７の実施例を図１１、１２を用いて説明する。図１１は本発明の第７の実施例の回転ダンパーを示す概略側面図、図１２は同要部断面図である。本発明の第７の実施例は、ばね部１１に薄肉部１１ｄを構成すると共に、ばね部１１の材料を、液晶ポリマーで構成したものである。液晶ポリマーはこの樹脂の物性として剛性が高く、またばね部性に優れていると共に、特に薄肉に構成された場合に樹脂の分子の配向性が特に高くなり、ばねの強度、弾性係数が大幅に向上する特性を有する。薄肉部１１ｄはこの液晶ポリマーの特性を最大に利用するための形状であり、薄肉部１１ｄがばねとしての特性を大幅に改良することができるため、ばね部１１の剛性と耐久性を改善することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、便座などを回転支持する回転ダンパーの自立機構として、回転ダンパーの前面にあるフランジに一体にばね部を成形、このばね部の形状を最適化することにより、回転ダンパーの自立機構を、信頼性が高く、しかもコンパクトに構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例１における回転ダンパーを搭載した衛生洗浄装置の外観図
【図２】 本発明の実施例１における回転ダンパーの概略側面図
【図３】 本発明の実施例１における回転ダンパーの要部断面図
【図４】 本発明の実施例２における回転ダンパーの概略側面図
【図５】 本発明の実施例２における回転ダンパーの要部断面図
【図６】 本発明の実施例３における回転ダンパーの概略側面図
【図７】 本発明の実施例３における回転ダンパーの要部断面図
【図８】 本発明の実施例４における回転ダンパーの要部断面図
【図９】 本発明の実施例５における回転ダンパーの概略側面図
【図１０】 本発明の実施例５における回転ダンパーの要部断面図
【図１１】 本発明の実施例７における回転ダンパーの概略側面図
【図１２】 本発明の実施例７における回転ダンパーの要部断面図
【図１３】 従来の回転ダンパーの概略側面図
【図１４】 従来の回転ダンパーの要部断面図
【符号の説明】
７ 回転ダンパー
８ 出力軸
９ 突起部
１０ 凸部
１１ ばね部
１２ フランジ

Claims (6)

1. 回転ダンパーの出力軸に設けた突起部と、前記回転ダンパーの前面に設けたフランジと、前記フランジと一体に構成された筒状のばね部を有し、前記突起部に当接し、前記出力軸の回転を拘束する自立トルクを発生する凸部を前記ばね部に設けるとともに、前記ばね部は筒状の一方の端部の対向する一部を延設し前記フランジに持着することにより、筒状の略半周部の両端支持の梁の構成とした回転ダンパー。
2. 前記回転ダンパーの前記出力軸に設けた前記突起部あるいは、前記回転ダンパーの前面に設けた前記フランジと一体に構成された前記ばね部に設けた前記凸部の、少なくとも１方に、前記ばね部が押し上げられる時に前記突起部に作用する半径方向の分力と回転方向の分力の内、前記回転方向の分力の割合が大となるように、前記出力軸の回転方向に対しておよそ垂直な面を構成した請求項１に記載の回転ダンパー。
3. 前記フランジおよび前記フランジと一体に構成した前記ばね部を樹脂成形品で構成した請求項１または２に記載の回転ダンパー。
4. 前記フランジに一体に樹脂成型品で構成した前記ばね部は、せん断応力も含めた平等強さの梁で構成した請求項１に記載の回転ダンパー。
5. 前記フランジを構成する樹脂材料は、ポリアミド樹脂とした、請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転ダンパー。
6. 前記フランジを構成する樹脂材料は、液晶ポリマーとすると共に、前記ばね部の中央部を薄く構成した、請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転ダンパー。

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