JPH07116084A - 便器等の調速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構成で静粛性に富み安定した自立保持
力を得られる調速装置を提供する。 【構成】 回転体と実質一体に設けられた入力軸３，４
の回転に従動する歯車輪列５と、同歯車輪列５に従動し
て作動し入力軸３，４の回動に制動を掛ける制動手段６
と、歯車輪列５の一つに設けられた突起７と、同突起７
に当接され、回動体が起立した状態時に制動手段６の回
転を阻むストッパ手段８と、制動手段６と入力軸３，４
との間に配設されていて、入力軸３，４が第１の方向
〔閉方向〕に回動するときの回動力のみを制動手段６に
伝達する一方向クラッチ９と、入力軸３，４と制動手段
６との間に配設されていて、第１の方向に回動する入力
軸３，４の回動初期に制動手段６の回転を阻む自立保持
手段８とを具備する便器等の調速装置１。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、便器の便蓋や便座等の
回動速度を調整する調速装置、詳しくは、自立保持機構
を有する調速装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】回動自在に支持された便蓋や便座の回動
に制動を掛ける調速装置は、便蓋や便座を支持する支持
軸の回転を歯車輪列を介して制動手段に伝達している。
この歯車輪列には、支持軸の閉じ方向への回転だけを制
動手端に伝達する一方向クラッチが設けられていて、便
座や便蓋の閉じ方向への回動に制動が働くようになって
いる。また、この調速装置には、便蓋を起立状態より開
き方向よりに保持する自立保持機構が設けられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した自立保持機構
には、便蓋が起立状態にあるときに互いに衝突するカム
状突起が、便蓋の動作と一体に動作する回転部と調速機
構のケースにそれぞれ配置されていて、互いの突起が乗
り越えようとする力を自立保持力とするものや、一方を
カム状突起とし、他方をバネで同突起に向かって付勢さ
れるコロとして、カムがコロを乗り越える時の抵抗を自
立保持力としているものがある。

【０００４】しかしながら、突起同士で自立保持力を得
る場合、便蓋の開閉に伴い一方の突起がケース側の突起
上を行き来するので、開閉の度に突起の乗り越え時によ
っておこる異音が発生したり、乗り越え時に突起にかか
る圧力により突起が摩耗するので、自立保持力が徐々に
低下し、最後には自立保持できなくなるという不具合が
ある。

【０００５】コロと突起の場合においては、乗り越え時
の異音の発生は無いものの、バネ力が小さいと突起がコ
ロを簡単に乗り越えてしまい自立保持しないということ
があり、バネ力の設定の難しさがある。加えて、コロの
上を突起が乗り越えるとはいっても、突起には圧力が掛
かるので、音の発生を考慮して突起を樹脂で成形した場
合、突起の摩耗は除々進み、自立保持力の低下につなが
ってしまう。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明の往復回
動自在の回転体を有する便座等に調速装置は、上記回転
体と実質一体に設けられた入力軸と、上記入力軸の回転
に従動する歯車輪列と、上記歯車輪列に従動して作動し
上記入力軸の回動に制動を掛ける制動手段と、上記歯車
輪列の一つに設けられた突起と、上記突起に当接され、
上記回動体が起立した状態時に上記制動手段の回転を阻
むストッパ手段と、上記制動手段と上記入力軸との間に
配設されていて、上記入力軸が第１の方向〔閉方向〕に
回動するときの回動力を上記制動手段に伝達し、同入力
軸が上記第１の方向と逆向きの第２の方向〔開方向〕に
回動するときの回転力を制動手段に伝達しない一方向ク
ラッチと、上記入力軸と上記制動手段との間に配設され
ていて、上記第１の方向に回動する入力軸の回動初期
（起立位置）に上記制動手段の回転を阻む自立保持手段
とを具備する。

【０００７】

【作用】回転体と実質一体に設けられた入力軸が第１の
方向〔閉方向〕に回動すると、一方向クラッチによって
その回動力が歯車輪列と制動手段に伝達されて入力軸の
第１の方向への回動に制動が掛けられ、入力軸が第２の
方向〔開方向〕に回動すると一方向クラッチによってそ
の回転力は制動手段に伝達されず、入力軸の回転には、
制動が与えられない。回動体が回転して起立した状態時
なると、歯車輪列の一つに設けられた突起がストッパ手
段に当接して上記制動手段の回転を阻む。

【０００８】

【実施例】以下、図示の実施例に基づいて本発明を詳細
に説明する。図１，２において、符号１は便座等に用い
られる調速装置を示す。この調速装置１は、ケース２
Ａ，２Ｂからその外装をなし、その内部には、回転体と
実質一体にそれぞれ設けられた入力軸３，４の回転に従
動する複数の歯車からなる歯車輪列５、歯車輪列５に従
動して作動し入力軸３，４の回動に制動を掛ける制動手
段６、歯車輪列５の一つに設けられた突起７、突起７に
当接され、回転体が起立した状態時に制動手段６の回転
を阻むストッパ手段８、制動手段６と入力軸３，４との
間に配設されていて、入力軸３，４が第１の方向である
閉方向に回動するときの回動力を制動手段６に伝達し、
入力軸３，４が第１の方向と逆向きの第２の方向として
の開方向に回動するときの回転力を制動手段６に伝達し
ない一方向クラッチ９、入力軸３，４と制動手段６との
間に配設されていて、閉じ方向に回動する入力軸３，４
の回動終期に制動手段６の作動を解除する制動解除手段
としてのトルクリミッタとしてのコイルスプリング１０
がそれぞれ構成されている。

【０００９】回動体は、図３に示す便器Ｔの便蓋１１と
便座１２であって、便蓋１１は入力軸３に、便座１２は
入力軸４にそれぞれ固定されいる。便蓋１１，便座１２
は、図３に実線で示す閉位置Ｃ１から２点鎖線で示す開
位置Ｏ１までの間で回動可能とされており、また、符号
Ｏ２で示す便蓋１２が略９０°開い位置を起立位置とし
ている。

【００１０】入力軸３には、切殺ぎ部３ａが形成されて
いて、歯車輪列５を構成する便蓋側の一番歯車板１３Ａ
と一体回転可能となっている。入力軸４は、入力軸３を
貫通した同軸３に対して回動自在な軸であって、その一
端４ｂには、切殺ぎ部４ａが形成されており、ケース２
Ｂに成形された凸部２Ｃに支持された便座側の一番歯車
１３Ｂと一体回転可能となっている。ケース２Ａと一番
歯車１３Ａ及び一番歯車１３Ａと１３Ｂの間には、シー
ルリング１４，１５が配設されている。

【００１１】歯車輪列５は、第１歯車１３Ａ，１３Ｂの
歯部１３ａ，１３ｂに噛合する歯部１６ａ，１６ｂを有
する第２ピニオン１６Ａ，１６Ｂと同ピニオンと一方向
クラッチ９を介して入力軸３，４の閉じ方向への回転時
に一体となる大径歯車１６Ｃからなる第２歯車１６、大
径歯車１６Ｃと噛合する小径歯部１７Ａと第４歯車１８
の小径歯車１８Ａに噛合する大径歯部１７Ｂが一体成形
された第３歯車１７、小径歯車１８Ａとその第１ボス部
１８ａに支持されたウォームホイール１８Ｂからなる第
４歯車１８から構成された増速輪列である。

【００１２】第２，第３，第４の各歯車１６，１７，１
８は、ケース２Ａ，２Ｂに回動自在に支持された軸１
９，２０，２１にそれぞれ支持されている。第２ピニオ
ン１６Ａ，１６Ｂは、有底筒状に形成されていて、その
内周面１６ｃ，１６ｄには、クラッチスプリング２２
ａ，２２ｂがそれぞれ比較的軽く圧入されている。コイ
ルスプリング２２ａ，２２ｂの一端は、大径歯車１６Ｃ
のボス部１６ｅに係合しており、便蓋１１や便座１２が
図４に示す矢印Ａ示閉じ方向に回動させられる時の第２
ピニオン１６Ａ，１６Ｂの回転によって内周面１６ｃ，
１６ｄの内側方向へ拡開し、便蓋１１や便座１２が矢印
Ｂで示す開方向に回動される時にその拡開力が緩むよう
に圧入されている。すなわち、内周面１６ｃ，１６ｄと
ボス部１６ｅ及びコイルスプリング２２ａ，２２ｂで一
方向クラッチ９を構成している。

【００１３】第２ピニオンの歯部１６ａ，１６ｂは、第
１歯車の歯部１３ａ，１３ｂと相まって便蓋１１と便座
１２が閉じ位置Ｃ１から全開位置Ｏ１まで回動できるだ
けの範囲で形成されている。第２ピニオン１６Ｂの無歯
部には、突起７が一体成形されている。

【００１４】第４歯車の小径歯車１８Ａの第２ボス部１
８ｂには、その一端１０ａをウォームホイールに係合さ
せたトルクリミッタとして作用するトルクスプリング１
０が比較的きつく巻き付けられおり、便蓋１１や便座１
２が回動する時に歯車輪列に過大なトルクが生じると、
ボス部１８ａとウォームホイール９を滑らせることによ
って制動手段７への回転伝達を断つように作用する。制
動手段７は、ウォーム軸２３と制動用カップ２４及び摩
擦板２５から構成されている。ウォーム軸２３は、その
一端２３ａをケース２に形成された軸受２ａに回転自在
に支持され、他端２３ｂをケース２に固定される制動用
カップ２３に形成された軸受孔２４ａに回転自在に支持
されており、ウォームホイール１８Ｂと噛合する。

【００１５】ウォーム軸２３の他端寄りには、ゴム等の
弾性体からなり、遠心力で弾性変形する部分を有する摩
擦板２５が圧入されている。ウォーム軸２３が回転して
回転体２５ｃが遠心方向に弾性変形すると、制動用カッ
プ２４の内周壁２４ｂを摺擦してウォーム軸２３の回転
に制動がかかるようになっている。

【００１６】摩擦板２５の底部２５ａには、図４に示す
ように放射状に延びる突部２６が形成されている。この
突部２６は、摩擦板２５と同一の弾性部材からなり、略
等間隔に設けられている。第１歯車１３Ａ，１３Ｂから
ウォーム２３までのギヤ比は、約１：３００に設定され
ていて、ウォーム２１を高速で回転させている。制動手
段７としては、カップ２４と摩擦板２５による接触型に
限られるものではなく、磁石と銅板等の組み合わせから
なる周知の渦電流式非接触型ダンパであっても良い。

【００１７】板バネ８は、略釣針形状に成形されたもの
で、ケース２Ａのボス部２ａに形成されたスリット２ｂ
にその基端８ａを差し込み溶着固定されている。板バネ
８は、第２ピニオン６Ｂの回動に伴う突起７の軌道上に
その中間傾斜部８ｂを位置させていて、その自由端８ｃ
を図４に示すように突部２６と係合可能位置に置かれて
おり、便座１２が起立位置０２から開位置Ｏ１の間にあ
るときには、摩擦板２５に接触している。

【００１８】突起７は、便座１２が図３に示す閉位置Ｃ
１にあるときには、中間傾斜部８ｂから遠のいた位置に
置かれていて、便座１２が開位置Ｃ１に向かって回動す
ると略起立位置Ｏ２付近において中間傾斜部８ｂと接触
し、起立位置Ｏ２をから開方向Ｃに回動するに連れて中
間傾斜部８ｂを押圧するようになっている。

【００１９】一方、第１歯車１３Ａ，１３Ｂの外周に
は、パワースプリング２７，２８がその巻き方向がそれ
ぞれ逆方向となるようにそれぞれ配設されている。パワ
ースプリング２７，２８は、その一端２７ａ，２８ａを
それぞれケース２Ａ，２Ｂに係止され、他端２７ｂ，２
８ｂを第１歯車１３Ａ，１３Ｂに形成されたバネ掛け部
１３ｃ，１３ｄに係止されている。

【００２０】パワースプリング２７，２８は、便蓋１
１，便座１２が図３に示す閉方向Ｃへ回転するときに
は、パワースプリングが巻き締められることにより、便
蓋１１，便座１２をゆっくり閉めるための調速装置１を
補助するバックテンションの役割をパワースプリング２
７，２８が果たすことになり、便蓋１１，便座１２を開
く時には、軽い力で楽に開くことができるようになって
いる。

【００２１】また、このパワースプリング２７，２８に
よるバックテンションにより、装置１内部にかかる負荷
が軽減されるので、歯車強度や軸径等を小さくできるの
で、調速装置１の小型化につながる。

【００２２】このように構成された調速装置１の動作を
説明する。初めに便蓋１１及び便座１２の開動作につい
て述べ、その後に便蓋１１及び便座１２の閉じ動作につ
いて説明する。 （開動作）図３における閉位置Ｃ１に置かれた便蓋１
１，便座１２を全開位置Ｏ１に向かって回動させると、
入力軸３，４と一体の１番歯車１３Ａ，１３Ｂがそれぞ
れ回転する。

【００２３】この時、第２歯車１６に設けられる一方向
クラッチ９は、フリーとなっているので、第１歯車の開
方向への回転は、第２ピニオン１６Ａ，１６Ｂには伝達
されるが、大径歯車１６Ｃに伝達されないので、便蓋１
１や便座１２は、制動手段６の干渉を受けることなく開
方向に回転され、所定の回動角度θだけ回動して全開位
置Ｃ１を取る。この実施例における回動角度θは、開角
度１２０°に設定されている。

【００２４】第２ピニオン１６Ａ，１６Ｂが回転する
と、ピニオン１６Ｂに設けられた突起７が図５（ａ）に
示す初期位置である板バネ８から離れた位置から回転し
て、図５（ｂ）に示すように、便座１２の起立位置近傍
（開角９４°）で板バネ８の中間傾斜部８ｂに接触す
る。

【００２５】この状態から第２ピニオン１６Ｂの回転が
進んで開角１００°まで便座１２を回転させると、突部
７が中間傾斜部８ｂを押圧して図６（ａ）に示すよう
に、板バネ８の自由端８ｃを摩擦板の突部２６に係止さ
せ、更に回転が進むことで図６（ｂ）に示すように自由
端８ｃが摩擦板２５の底部２５ａに接触する。

【００２６】つまり、入力軸と３，４一体の第１歯車１
３Ａ，１３Ｂとウォーム２３とのギア比が約１：３００
に設定されているので、入力軸３，４を回転させる時の
力の１／３００の力をウォーム２３に設けられた摩擦板
２５に与えるだけで、歯車輪列５をロックすることがで
き、便座１２が自立保持されることになる。

【００２７】歯車輪列５がロックされた後であっても一
方向クラッチ９の作用により第１歯車１３Ａ，１３Ｂは
回転可能状態にあるので、便蓋１１及び便座１２は開方
向へは回転できるが、便蓋１１及び便座１２が自重によ
り開方向に倒れていることに加え、歯車輪列５がロック
状態にあるので閉方向への回転はできない。なお、便蓋
１１は、重心と回転中心位置の調整により、自立位置Ｏ
２より開方向に位置するときには、全開位置Ｏ１に位置
するように設定されている。

【００２８】（閉動作）図３に示す全開位置Ｏ１に置か
れた便蓋１１，便座１２を閉じるには、先ず、歯車輪列
５のロック状態に抗して便座１２を閉方向Ｃに向かって
むりやり回転させる。すると、ロック状態にある歯車輪
列に入力軸４から閉方向に向かって回転しようとする力
が加わり、ウォーム２３に固定されている摩擦板２５に
も力が加わる。

【００２９】便座１２の閉方向への回転力がある程度大
きくなると、摩擦板２５に設けた突部２６や板バネの自
由端８ｃが弾性変形して撓んで、板バネの自由端８ｃと
の間に隙間が生じた時だけ輪列のロックが解除される。

【００３０】便座１２を輪列のロック状態に抗してむり
やり回転させ、自立位置をＣ２を過ぎ、第２ピニオンの
突起７による板バネ８への押圧が解除されると、入力軸
４の閉じ方向への回転が第１歯車１３Ｂから一方向クラ
ッチ９を介して大径歯車１６Ｃ、第３歯車１７を経てウ
ォームホイール１８Ｂに増速されて伝達される。

【００３１】ウォームホイール１８Ｂが回転すると、ウ
ォーム２３が高速で回転するので、その時の遠心力によ
って摩擦板２５が円周方向に拡開して制動カップ２４の
内周面２４ａに当接して摩擦力（制動力）が発生する。

【００３２】また、増速輪列５が回転可能となると、開
き動作時にチャージしたパワースプリング２８のバネ力
が入力軸４の閉方向への回転にプラスされるので、摩擦
力と相まって、入力軸３，４の閉方向への回転が調速さ
れて便座１２が緩やかに下降する。

【００３３】また、ロックした歯車輪列５を閉方向に無
理やり回動させ過ぎ、過大負荷となってしまうと、第４
ピニオン１８Ａとウォームホイール１８Ｂの間に配置さ
れたトルクリミッタが作動し、ウォームホイール１８Ｂ
が第１ボス部１８ａで滑る。すると、ウォーム２３に回
転が伝達されないので、制動手段６が機能しないまま、
歯車輪列５が閉方向に回転し、突起７による板バネ８の
押圧が解除されたとこので、パワースプリング２８のバ
ネ力と便座１２の自重により、便座１２が閉方向に回転
し、その回動が歯車輪列５と制動手段６によって調速さ
れる。

【００３４】便蓋１１を閉めるには、便蓋１１を自立位
置Ｏ２より閉方向Ｃまで回動させる。すると、パワース
プリング２７のバネ力と自重によって閉方向に回転さ
れ、第１歯車１３Ａから第２ピニオン１６Ａ、大径歯車
１６Ｃ、第３歯車１７を経てウォームホイール１８Ｂに
その回転が伝達されて、ウォーム２３を高速で回転させ
て摩擦板２５を拡開して制動カップ２４に当接して、便
蓋１１の閉じ方向への回動に制動が与えられて調速され
る。

【００３５】ここで、入力軸３，４の回転と摩擦板２５
と制動カップ２４による制動力について説明する。図７
において、縦軸は制動力を示し、横軸は、入力軸の回転
を示す。図から入力軸回転数が高くなると、それに応じ
て制動力も大きくなるので、オイルの流動抵抗を制動力
に用いるオイルダンパ等に比べて便蓋１１及び便座１２
の閉方向への回動速度が一定に保たれる。

【００３６】次に、温度と制動力の関係について図８を
用いて説明する。図８において縦軸は制動力を示し、横
軸は温度を示す。図から、オイルダンパは、温度の上昇
と共にその粘性が変化するので、制動力の変動が大きい
が、本実施例では、温度に関係なく安定した制動力を得
ることができる。

【００３７】図９を用いて本実施例における便蓋１１，
便座１２の閉じ角度とトルクの関係について説明する。
図９において、縦軸は入力軸３，４にかかるトルクを示
し、横軸は閉じ角度を示す。この図によると、便蓋１
１，便座１２が開いている状態では、軸トルクは小さ
く、閉角度９０°すなわち、図３における閉位置Ｃ１に
あるとき、軸トルクが最大となるような特性が与えられ
ている。

【００３８】図１０は、パワースプリング２７，２８の
特性を示す図であり、縦軸が撓み（ねじれ）を示し、横
軸が荷重を示す。図から、パワースプリング２７，２８
には、スプリングの撓みに対して荷重が直線的に増加す
る特性が与えられている。

【００３９】つまり、本実施例では、図６に示す下降特
性を持つ便蓋１１及び便座１２の入力軸３，４に図１０
に示す特性を持つパワースプリング２７，２８を装着す
ることで、軸トルクが相殺され、閉方向への回動特性に
よるトルク変化を一定にしている。

【００４０】このように、回転トルクの最も小さい摩擦
板２５に板バネ８を接触させて歯車輪列５をロックして
いるので、小さな力で便蓋１１及び便座１２を自立保持
することができると共に、摩耗の低減による耐久性の向
上につながる。

【００４１】さらに、従来のように便蓋１１，便座１２
の回動に伴い突起を乗り越えるのではなく、第２歯車１
６に設けた突起７が同歯車の回動に伴い板バネ８を押圧
するだけなので、乗り越え時に発生する異音の発生がな
いと共に、部品点数を抑えることになる。

【００４２】また、板バネ８を押圧する突起７を第２ピ
ニオン１６Ｂの無歯部に成形しているので、第１歯車１
３Ｂと第２ピニオン１６Ｂとの噛合位置をずらすこと
で、突起７と板バネ８の接触位置、すなわち、歯車輪列
５をロックする位置を調整することができるので、便座
１２の自立保持位置をある範囲内で任意に設定すること
ができる。

【００４３】

【発明の効果】以上、本発明によれば、回動体が起立し
た状態時に歯車輪列の一つに設けられた突起で弾性部材
からなるストッパ手段を押圧するという簡単な構成で、
制動手段の回転を阻むことができるので、部品点数を低
減でき、調速装置の小型化、コストの低減につながる。

【００４４】また、突起やコロなどを乗り越えて自立保
持力を発生させないので、乗り越え時における異音の発
生がなく、突起などの摩耗を防止でき静粛、自立補自力
が安定した調速装置とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す調速装置の構成を示す
断面図である。

【図２】図１に示す調速装置の縦断面図である。

【図３】図１に示す調速装置の一態様である便器への取
付け状態と回動体の回動状態を示す側面図である。

【図４】本発明の要部である制動手段とストッパ手段の
位置関係を示す平面図である。

【図５】（ａ）は、便蓋，便座が閉じ状態にあるときの
調速装置の内部状態を示す断面図であり、（ｂ）は、便
蓋，便座が起立位置近傍に位置するとき調速装置の内部
状態を示す断面図である。

【図６】（ａ）は、突起によるストッパ手段と突部との
接触状態を示す断面図であり、（ｂ）は、ストッパ手段
と制動手段との接触状態を示す断面図である。

【図７】入力軸の回転と制動力の関係を示す特性線図で
ある。

【図８】制動力と温度の関係を示す特性線図である。

【図９】便蓋，便座の閉じ方向への角度と入力軸に掛か
る軸トルクの関係を示す特性図である。

【図１０】パワースプリングの特性を示す線図である。

【符号の説明】

１ 調速装置 ３，４ 回転体 Ｔ 便器 １３Ａ，１３Ｂ 入力軸 ５ 歯車輪列 ６ 制動手段 ７ 突起 ８ ストッパ手段 ９ 一方向クラッチ １０ 制動解除手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】往復回動自在の回転体を有する便器等に用
   いられる調速装置であって、 上記回転体と実質一体に設けられた入力軸と、 上記入力軸の回転に従動する歯車輪列と、 上記歯車輪列に従動して作動し上記入力軸の回動に制動
   を掛ける制動手段と、 上記歯車輪列の一つに設けられた突起と、 上記突起に当接され、上記回動体が起立した状態時に上
   記制動手段の回転を阻むストッパ手段と、 上記制動手段と上記入力軸との間に配設されていて、上
   記入力軸が第１の方向〔閉方向〕に回動するときの回動
   力を上記制動手段に伝達し、同入力軸が上記第１の方向
   と逆向きの第２の方向〔開方向〕に回動するときの回転
   力を制動手段に伝達しない一方向クラッチと、 上記入力軸と上記制動手段との間に配設されていて、上
   記第１の方向に回動する入力軸の回動初期に上記制動手
   段の回転を阻む自立保持手段とを具備する便器等の調速
   装置。
2. 【請求項２】上記ストッパ手段が弾性部材で構成された
   請求項１記載の便器等の調速装置。