JPWO2009044910A1

JPWO2009044910A1 - ヒンジ装置

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Publication number: JPWO2009044910A1
Application number: JP2009536132A
Authority: JP
Inventors: 正浩吉田
Original assignee: Sugatsune Kogyo Co Ltd
Current assignee: Sugatsune Kogyo Co Ltd
Priority date: 2007-10-05
Filing date: 2008-10-06
Publication date: 2011-02-17
Anticipated expiration: 2028-10-06
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Abstract

過負荷の際の内部圧力の増加によって構成部品が破損するのを防止できるヒンジ装置を提供する。ヒンジ装置は、第一部材に対して第二部材を回転可能にする。第一部材又は第二部材の一方にケース１１を固定し、他方にケース１１に対して回転できる軸体１２を固定する。ケース１１と軸体１２との間に形成される第一室１４ａ及び第二室１４ｂに粘性流体を充填する。第一室１４ａと第二室１４ｂとの間に、軸体１２の相対的な回転に抵抗できるように第一室１４ａから第二室１４ｂへ移動する粘性流体の流路を狭めるオリフィス４８を設ける。軸体１２に空間領域２６を設け、この空間領域２６に移動可能に弁体２８を配置する。第一室１４ａの圧力が所定の圧力に達するとき、弁体２８が空間領域２６を移動することにより、第一室１４ａの体積が増大する。

Description

本発明は、第一部材に対して第二部材を開閉させるヒンジ装置に関し、特に粘性流体の抵抗を利用してダンパ力を発生するヒンジ装置に関する。

例えば、洋式便器に対して便座又は便蓋を開閉するために、両者の間にはヒンジ装置が設けられる。ヒンジ装置は、筒状のケースと、ケースに挿入されると共にケースに対して回転可能な軸体と、を備える。ケース又は軸体の一方が洋式便器に固定され、他方が便座又は便蓋に固定される。便座又は便蓋が速い速度で閉まると、大きな音や衝撃が発生する。これを防止するために、ケースと軸体との間の円環状の領域にはダンパ力を発生する粘性流体が充填される。この円環状の領域は、周方向に高圧室と低圧室とに区画される。高圧室と低圧室との間には、軸体が一方向に回転するとき（例えば便座又は便蓋が閉じる方向に回転するとき）、軸体の回転に抵抗できるように、高圧室から低圧室に流れる流路を狭めるオリフィスが設けられる。オリフィスは、便座又は便蓋が閉じる方向に回転するとき、ダンパ力を発生させ、便座又は便蓋が閉まるときの衝撃を緩和する（例えば特許文献１参照）。

オリフィスを用いてダンパ力を発生させるヒンジ装置においては、負荷の大きさに追従したダンパ力を発生できるという利点がある反面、過負荷（通常使用の負荷以外の強制的な開閉や衝撃的な開閉）が与えられた場合、高圧室の内部圧力が増大して、ケースや軸体などの構成部品の破損を招くおそれがある。過負荷に対応するために、構成部品の剛性を高めると、コストが高くなってしまう。

構成部品の破損を防止するために、特許文献１に記載のヒンジ装置においては、高圧室の内部圧力を逃がす調整弁が設けられる。図１６（Ａ）に示されるように、高圧室１が通常の内部圧力のとき、コイルスプリング２のばね力によって調整弁３が衝撃緩和弁４に着座する。このため、高圧室１と低圧室５とが遮断される。その一方、図１６（Ｂ）に示されるように、過負荷がかかり、高圧室１が過度の高圧になったとき、調整弁３がコイルスプリング２のばね力に抗して下方に下がり、衝撃緩和弁４から離間する。このため、高圧室１の粘性流体が調整弁３を介して低圧室５に流れるようになる。高圧室１と低圧室５とが繋がり、高圧室１の内部圧力が下がるので、構成部品が破損するのを防止することができる。
特許第３３３９８０２号公報

しかし、特許文献１に記載のヒンジ装置においては、衝撃緩和弁、調整弁及びコイルスプリングが低圧室の粘性流体で満たされた領域に配置されるので、調整弁の作動が遅れ、高圧室から低圧室に粘性流体が流れる前に、構成部品が破損するおそれがある。

そこで本発明は、過負荷時の高圧室の内部圧力の増加によって構成部品が破損するのを防止できるヒンジ装置を提供することを目的とする。

以下、本発明について説明する。
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、第一部材に対して第二部材を回転可能にするためのヒンジ装置であって、前記第一部材又は前記第二部材の一方に固定されるケースと、前記第一部材又は前記第二部材の他方に固定され、前記ケースに少なくとも一部が入り込むと共に、前記ケースに対して回転できる軸体と、前記ケースと前記軸体との間に形成される第一室及び第二室に充填される粘性流体と、前記ケースに対して前記軸体が一方向に相対的に回転するとき、前記軸体の相対的な回転に抵抗できるように、前記第一室から前記第二室へ移動する粘性流体の流路を狭めるオリフィスと、前記第一室の圧力が所定の圧力に達するとき、前記第一室の体積を増大させる体積増大手段と、を備えるヒンジ装置である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のヒンジ装置において、前記軸体に前記第一室に繋がる連通路を設けると共に、前記体積増大手段を設け、前記体積増大手段は、前記連通路の圧力が前記所定の圧力に達するとき、前記連通路の体積を増大させることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のヒンジ装置において、前記体積増大手段は、前記ケース又は前記軸体の一方に設けられる空間領域に配置され、前記空間領域を移動できると共に、前記第一室に充填される粘性流体に面する弁体を備え、前記第一室の圧力が所定の圧力に達するとき、前記弁体が前記空間領域を移動することにより、前記第一室の体積が増大することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、第一部材に対して第二部材を回転可能にするためのヒンジ装置であって、前記第一部材又は前記第二部材の一方に固定されるケースと、前記第一部材又は前記第二部材の他方に固定され、前記ケースに少なくとも一部が入り込むと共に、前記ケースに対して回転できる軸体と、前記ケースと前記軸体との間に形成される第一室及び第二室に充填される粘性流体と、前記ケースに対して前記軸体が一方向に相対的に回転するとき、前記軸体の相対的な回転に抵抗できるように、前記第一室から前記第二室へ移動する粘性流体の流路を狭めるオリフィスと、前記ケース又は前記軸体の一方に設けられる空間領域に配置され、前記空間領域を移動できると共に、前記第一室に充填される粘性流体に面する弁体と、を備え、前記第一室の圧力が所定の圧力に達しないとき、前記弁体が前記第一室と前記第二室との繋がりを遮断する一方、前記第一室の圧力が所定の圧力に達するとき、前記弁体が前記空間領域を移動することにより、前記第一室と前記第二室とを繋げるバイパス流路が形成されるヒンジ装置である。

請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載のヒンジ装置において、前記ヒンジ装置はさらに、前記空間領域に配置され、前記第一室の圧力が前記弁体を押す力に抗するばね部材を備えることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項４に記載のヒンジ装置において、前記空間領域における前記弁体の移動量が所定量未満のとき、前記バイパス流路が前記第一室と前記第二室とを繋げることはなく、前記弁体の移動量が所定量以上のとき、前記バイパス流路が前記第一室と前記第二室とを繋げることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載のヒンジ装置において、前記軸体と前記ケースの内面との間には、前記軸体と共に回転するダンパ力発生用弁体が設けられ、前記ケースに対して前記軸体が前記一方向に相対的に回転するとき、前記ダンパ力発生用弁体が前記ケースの内面に密着して前記第一室及び前記第二室が区画されるように、前記軸体が前記ダンパ力発生用弁体を前記ケースの内面に向かって移動させ、前記ケースに対して前記軸体が他方向に相対的に回転するとき、前記ダンパ力発生用弁体が前記ケースの内面を押圧する力が低減し、あるいはなくなるように、前記軸体が前記ダンパ力発生用弁体を前記ケースの内面から離れる方向に移動させることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、第一室の圧力が所定の圧力に達するとき、第一室の体積が増える。このため、過負荷によって第一室が高圧になっても、第一室の内部圧力を瞬時に低減することができる。また、過負荷だけでなく、温度上昇に伴う粘性流体の体積膨張によっても、第一室の内部圧力が増加するのを防止することができる。

請求項２に記載の発明によれば、ケースに対する軸体の回転角度が何度であろうとも、体積増大手段が第一室の体積を増大させることができる。これに対し、ケースに体積増大手段が設けられた場合は、ケースに対する軸体の回転角度によっては、第一室の体積を増大させることができなくなる。

請求項３に記載の発明によれば、粘性流体が充填される室の外に弁体を配置するので、粘性流体の粘性抵抗による弁体のレスポンスの低下や、弁体の動作のばらつきを抑制することが可能になる。

請求項４又は６に記載の発明によれば、第一室の圧力が所定の圧力に達するとき、バイパス流路が第一室と第二室を繋げるだけでなく、第一室の体積を増やす。このため、過負荷によって第一室が高圧になっても、第一室の内部圧力を瞬時に低減することができる。また、過負荷だけでなく、温度上昇に伴う粘性流体の体積膨張によっても、第一室の内部圧力が増加するのを防止することができる。さらに、粘性流体が充填される室の外に弁体を配置するので、粘性流体の粘性抵抗による弁体のレスポンスの低下や、弁体の動作のばらつきを抑制することが可能になる。

請求項５に記載の発明によれば、空間領域を有効に活用することができる。

請求項７に記載の発明によれば、軸体が一方向に回転するとき、ダンパ力発生用弁体が第一室と第二室とを区画することによってダンパをオンにして制動力を発生させることができる。その一方、軸体が他方向に回転するとき、ダンパ力発生用弁体がケースの内面を押圧する力を低減あるいはなくすので、軸体をケースに対して軽い力で回転させることができる。

本発明の第一の実施形態のヒンジ装置の分解斜視図ヒンジ装置の軸線に直交する断面図ヒンジ装置の軸線に沿った断面図（過負荷防止弁の作動前の状態）ヒンジ装置の軸線に沿った断面図（過負荷防止弁の作動後の状態）ヒンジ装置の軸線に直交する断面図（二つの第一室を連通する連通路を示す図）軸体の斜視図軸体の側面図ヒンジ装置の軸線に直交する断面図（第二室連絡流路を示す図）本発明の第二の実施形態のヒンジ装置の分解斜視図軸体の斜視図（図中（Ａ）は軸体の軸体嵌合部の一方の片を手前にした状態を示し、図中（Ｂ）は軸体嵌合部の他方の片を手前にした状態を示す）軸体の軸線に直交する断面図（図中（Ａ）は第一室連通孔部分の断面図を示し、図中（Ｂ）は第二室連通孔部分の断面図を示す）軸体及びダンパ力発生用弁体の動作を示す詳細図（図中（Ａ）は軸体を反時計方向に回した状態を示し、図中（Ｂ）は軸体を時計方向に回した状態を示す）ヒンジ装置の軸線に沿った断面図（図中（Ａ）は過負荷防止弁の作動前の状態を示し、図中（Ｂ）は過負荷防止弁の作動後の状態を示す）図１１のXIV-XIV線断面図ヒンジ装置の他の例を示す断面図（図中（Ａ）は連通路が第一室に二か所で接続されている例を示し、図中（Ｂ）は連通路が第一室に一か所で接続されている例を示す）従来のヒンジ装置の過負荷防止機構を示す断面図（図中（Ａ）は調整弁が作動する前の状態を示し、図中（Ｂ）は調整弁が作動した後の状態を示す）

符号の説明

１１，４１，５１…ケース
１２，４２，５２…軸体
１４ａ，４３ａ，５４ａ…第一室
１４ｂ，４３ｂ，５４ｂ…第二室
１６…円柱形状の弁
１７…弁支持部
４４，４８…オリフィス
２２ｃ…連通溝（連通路）
２６…空間領域
２８…過負荷防止弁（弁体）
３１…圧縮コイルスプリング（ばね部材）
３８…バイパス流路
５６…ダンパ力発生用弁体

以下添付図面に基づいて、本発明の第一の実施形態におけるヒンジ装置を説明する。図１は、ヒンジ装置の分解斜視図を示す。ヒンジ装置は、筒状のケース１１と、ケース１１にその一部が挿入されてケース１１に対して回転可能な軸体１２と、を備える。ケース１１が洋式便器などの第一部材、又は便座・便蓋などの第二部材の一方に固定され、軸体１２が第一部材又は第二部材の他方に固定される。ケース１１の中心線と軸体１２の中心線とは一致する。

ケース１１は、有底円筒状に形成される。ケース１１の底部には、軸体１２に向かって突出する円柱状の突起１１ａが形成される（図３参照）。ケース１１の円周部１１ｂの開放端には、ねじ１１ｃが加工される。ねじ１１ｃは、軸体１２をケース１１に組み込むためのカバーナット１５に螺合する。ケース１１には、ケース１１を第一部材又は第二部材に取り付けるための取付け孔１１ｄが形成される。

図２に示されるように、ケース１１の内周と軸体１２の外周との間に、粘性流体が充填される高圧側の第一室１４ａと低圧側の第二室１４ｂが形成される（図２参照）。ケース１１の内周面には、円柱形状の弁１６が収容される溝形状の弁支持部１７が形成される。２箇所の弁支持部１７は、周方向に１８０度の間隔を開けて設けられる。各弁支持部１７は、直線状の傾斜壁面１７ａと、円弧状の壁面１７ｂと、を有する。円柱形状の弁１６は、弁支持部１７内を僅かに移動できるように弁支持部１７に支持される。弁１６は、軸体１２が反時計方向に回転するとき、軸体１２及びケース１１の傾斜壁面１７ａに密着して、粘性流体の流れを遮断する。一方、軸体１２が時計方向に回転するとき、軸体１２及びケース１１に密着することなく、粘性流体の流れを許容する。これら弁１６及び弁支持部１７が逆止弁機構２０を構成する。

すなわち、軸体１２が反時計方向に回転するとき、第一室１４ａが高圧になり、第二室１４ｂが低圧になる。このとき、円柱形状の弁１６が直線状の傾斜壁面１７ａ上を上昇し、あたかも楔のように軸体１２の外周面と傾斜壁面１７ａとの間に入り込み、粘性流体の流路を閉じる。一方、軸体１２が時計方向に回転するとき、粘性流体は第二室１４ｂから第一室１４ａに移動しようとする。ただし、このとき、円柱形状の弁１６は、円弧状の壁面１７ｂに押し付けられるのみなので、第一室１４ａと第二室１４ｂに流れる粘性流体の流路は、閉じられることがない。

図１に示されるように、軸体１２のケース１１に挿入される挿入部２２は、略円柱形状に形成される。軸体１２の挿入部２２の外周面には、半径方向に突出する突出部２２ａが形成される。突出部２２ａは、周方向に１８０度の間隔を開けて設けられると共に、軸体１２の軸線方向に伸びる。図２に示されるように、軸体１２がケース１１に対して回転するとき、突出部２２ａの外周面とケース１１の内周面との間の僅かなすきまを粘性流体が流れる。第一室１４ａから第二室１４ｂに移動する粘性流体の流路を狭めたこのすきまがオリフィス４８を構成する。オリフィス４８を設けることで、負荷の大きさに追従したダンパ力を発生させることができる。

ケース１１の内周面と軸体１２の外周面との間には、粘性流体が充填される部屋が形成される。この部屋は、ケース１１のオリフィス４８及び軸体１２の突出部２２ａによって第一室１４ａと第二室１４ｂとに区画される。この実施形態では、二箇所のオリフィス４８と二箇所の逆止弁機構２０が設けられているので、粘性流体が充填される部屋が、二つの第一室１４ａと二つの第二室１４ｂとに区画される。

図３に示されるように、軸体１２の挿入部２２の端面には、ケース１１の円柱状の突起に形状を合わせた凹み２２ｂが形成される。軸体１２をケース１１に挿入したとき、ケース１１の突起１１ａに軸体１２の凹み２２ｂが嵌まる。また、この凹み２２ｂには、二つの第一室１４ａを連通する連通路である連通溝２２ｃが形成される（図５及び図６も参照）。

図１に示されるように、軸体１２のケース１１から突き出る嵌合部２３には、複数の平坦面２３ａが形成される。第一部材又は第二部材の他方には、軸体１２の複数の平坦面２３ａに対応する複数の平坦面が形成される。軸体１２の嵌合部２３を第一部材又は第二部材に嵌めることで、軸体１２が第一部材又は第二部材と共に回転する。軸体１２の軸線方向における挿入部２２と嵌合部２３との間には、周方向に伸びる溝２４が形成される。この溝２４には、第一室１４ａ及び第二室１４ｂに充填される粘性流体を密封するためのＯリング２５が巻かれる。

図３に示されるように、軸体１２の中心には、軸線方向に伸びる有底円筒形状の空間領域２６が形成される。また軸体１２には、連通溝２２ｃと空間領域２６とを繋げる貫通孔２７が開けられる。軸体１２の空間領域２６には、弁体である過負荷防止弁２８が軸線方向に移動可能に配置される。空間領域２６に配置された過負荷防止弁２８が、第一室１４ａの体積を増大させる体積増大手段として機能する。過負荷防止弁２８は空間領域２６の内周面に径を合わせた大径部２９と、ばね部材である圧縮コイルスプリング３１が巻かれる小径部３０と、からなる。大径部２９の一方の端部には、貫通孔２７に嵌まる突起部２９ａが形成される。大径部２９の一方の端面２９ｂが第一室１４ａに充填される粘性流体に面し、他方の端面２９ｃが空間領域２６に面する。大径部２９の外周面には、周方向に伸びる溝３３が加工される。溝３３にはＯリング３４が巻かれる。Ｏリング３４は、第一室１４ａに充填される粘性流体が空間領域２６に漏れるのを防止する。小径部３０に巻かれる圧縮コイルスプリング３１は、過負荷防止弁２８を第一室１４ａ側に付勢する。圧縮コイルスプリング３１は、軸体１２に挿入されるスプリングピン３６に抜けないように支持される。

図１に示されるように、軸体１２がケース１１から抜けるのを防止するために、軸受３７、カバーナット１５をケース１１に装着する。軸受３７は、ケース１１に対して軸体１２が回転するのを案内する。軸受３７の外周には、粘性流体が外部に漏れるのを防止するＯリング４０が装着される。カバーナット１５は、ケース１１の開放端部に形成したねじ１１ｃにねじ止めされる。

上述したように、オリフィス４８を設けることで、負荷の大きさに追従したダンパ力を発生させることができる。しかしその反面、過負荷（通常使用の負荷以外の強制的な開閉や衝撃的な開閉）が与えられた場合に、第一室１４ａの内部圧力が増大してケース１１や軸体１２などの構成部品を破損するおそれがある。構成部品の破損を防止するために、一定の負荷を超える過負荷に対しては、ダンパ力が発生しないようにする過負荷防止機構を採用している。

図３に示されるように、通常使用の負荷範囲では、過負荷防止弁２８が圧縮コイルスプリング３１によって軸体１２に押し付けられている。そして、第一室１４ａと第二室１４ｂを繋げるバイパス流路３８が遮断される。この状態のときは、ダンパ力が高出力になっている。

負荷がある一定値を超えると、図４に示されるように、高圧側の第一室１４ａの内部圧力が圧縮コイルスプリング３１の反力に勝り、過負荷防止弁２８が圧縮コイルスプリング３１側に押される。第一室１４ａの内部圧力によって、過負荷防止弁２８が空間領域２６を移動することにより、第一室１４ａと第二室１４ｂを繋げるバイパス流路３８が形成される。

図４に示されるように、バイパス流路３８の側面には、第二室１４ｂに繋がる第二室連絡流路３９が形成される。図７及び図８に示されるように、第二室連絡流路３９は、軸体１２を内周側から外周側に貫通する貫通孔からなる。バイパス流路３８が形成されて、第一室１４ａと第二室１４ｂとが繋がると、第一室１４ａに充填される粘性流体がバイパス流路３８及び第二室連絡流路３９を経由して第二室１４ｂに流れるようになる。オリフィス４８を経由する流路の迂回路が形成されることになるので、過負荷によって第一室１４ａが過度に高圧になるのを防止することができ、ダンパ力を低出力状態にすることができる。

また、バイパス流路３８を形成することによって、第一室１４ａと第二室１４ｂを繋げることができるだけでなく、第一室１４ａの体積を増やすことができる（第一室１４ａに繋がる連通溝２２ｃの体積を増やすことができ、結果的に第一室１４ａの体積を増やすことができる）。過負荷防止弁２８を粘性流体に満たされた領域ではなく、空間領域２６に配置することで、第一室１４ａの体積を増やすことが可能になる。第一室１４ａの体積を増やすことができるので、過負荷によって第一室１４ａが高圧になっても、第一室１４ａの内部圧力を瞬時に低減することができる。

空間領域２６における過負荷防止弁２８の移動量が所定量未満（図４中二点鎖線Ｌで示す）のとき、バイパス流路３８は第一室１４ａと第二室１４ｂとを繋げることはない。粘性流体の温度上昇による体積の膨張を見込んで過負荷防止弁２８を作動させることができるので、ヒンジ装置が高温雰囲気中で使用されるときの誤動作、すなわち粘性流体の温度上昇によって、バイパス流路３８が形成されるのを防止することができる。

図９は、本発明の第二の実施形態のヒンジ装置の分解斜視図を示す。この実施形態のヒンジ装置は、筒状のケース５１と、ケース５１にその一部が挿入されてケース５１に対して回転可能な軸体５２と、を備える。ケース５１が洋式便器などの第一部材、又は便座・便蓋などの第二部材の一方に固定され、軸体５２が第一部材又は第二部材の他方に固定される。ケース５１は、有底円筒状に形成される。ケース５１の底部には、軸体５２に向かって突出する円柱状の突起５１ａが形成される（図１３（Ａ）参照）。軸体５２には円柱状の突起５１ａに嵌まる円筒形状の凹部５２ａ（図１０参照）が形成される。軸体５２の回転運動はケース５１の突起５１ａ及びケース５１に取り付けた軸受５３に案内される。

図１１（Ａ）に示されるように、ケース５１と軸体５２との間には、粘性流体が充填される第一室５４ａと第二室５４ｂが周方向に交互に二つずつ形成される。上記第一の実施形態のヒンジ装置においては、図２に示されるように、軸体１２が一方向である反時計方向に回転するとき、高圧側の第一室１４ａと低圧側の第二室１４ｂとが逆止弁機構２０の円柱形状の弁１６によって区画される。そして、軸体１２の突出部２２ａとケース１１の内周面との間のオリフィス４８を経由して粘性流体が高圧側の第一室１４ａから低圧側の第二室１４ｂへ流れる。これによって、ダンパ力を発生させる。これに対して、本実施形態においては、図１１（Ａ）に示されるように、軸体５２が一方向である反時計方向に回転するとき、高圧側の第一室５４ａと低圧側の第二室５４ｂとは、軸体５２とケース５１の内周面との間に介在されるダンパ力発生用弁体５６によって区画される。このダンパ力発生用弁体５６は軸体５２と共に回転する。そして、粘性流体はケース５１の内側に突出する突起５１ｂと軸体５２の小径部との間のオリフィス５７を経由して高圧側の第一室５４ａから低圧側の第二室５４ｂへ流れる。これによって、ダンパ力を発生させる。軸体５２が他方向である時計方向に回転するとき、逆に第一室５４ａが低圧側に第二室５４ｂが高圧側になる。このとき、ダンパ力発生用弁体５６は低圧側の第一室５４ａと高圧側の第二室５４ｂとを区画することはない。粘性流体は軸体５２の切欠き部５８を経由して高圧側の第二室５４ｂから低圧側の第一室５４ａへと流れるので、ダンパ力が発生することはない。

図１０に示されるように、軸体５２のケース５１に挿入される挿入部５９には、小径部５９ａと、小径部５９ａから半径方向に張り出す断面Ｖ字形状の弁体係合部６０が形成される。弁体係合部６０は周方向に１８０度の間隔を開けて二つ形成され、軸体５２の軸線方向に細長く伸びる。弁体係合部６０には、ダンパ力発生用弁体５６が嵌まり込む。弁体係合部６０の一片６０ａの長手方向の中央部には、高圧側の第二室５４ｂから低圧側の第一室５４ａへ粘性流体を流すための切欠き部５８が形成される。軸体５２の小径部５９ａには、オリフィス５７を構成する浅溝６３が形成される。

図１２は、弁体係合部６０及びダンパ力発生用弁体５６の詳細図を示す。ダンパ力発生用弁体５６は、ケース５１の内周面に沿う円弧状の外周部５６ａと、弁体係合部６０のＶ字形状の溝に嵌まる軸体嵌合部５６ｂと、を一体に形成してなる。軸体嵌合部５６ｂは弁体係合部６０の溝に僅かなすきまを空けた状態で嵌められる。弁体係合部６０には、溝を構成する第一の傾斜面６４及び第二の傾斜面６５が形成される。ダンパ力発生用弁体５６の軸体嵌合部５６ｂにも、弁体係合部６０の第一及び第二の傾斜面６４，６５に対応し、山を構成する第一及び第二の傾斜面６８，６９が形成される。

図１２（Ａ）に示されるように、軸体５２を反時計方向に回転させると、軸体５２の第一の傾斜面６４とダンパ力発生用弁体５６の第一の傾斜面６８とが当接し、軸体５２はダンパ力発生用弁体５６に力Ｆを作用させる。この力Ｆは、第一の傾斜面６８に沿う方向の力成分Ｆ１と、第一の傾斜面に直交する力成分Ｆ２とに分けられる。第一の傾斜面６４は軸体５２の中心Ｏと第一の傾斜面６４を結ぶ線７０に対して、ダンパ力発生用弁体５６に外側に向かう力成分Ｆ１を作用させるように傾斜している。ダンパ力発生用弁体５６に外側に向かう力成分Ｆ１が作用するので、ダンパ力発生用弁体５６は軸体５２の第一の傾斜面６４に沿ってケース５１の内周面に向かって移動し、ダンパ力発生用弁体５６がケース５１の内周面に密着する。これにより、高圧側の第一室５４ａと低圧側の第二室５４ｂとが区画され、粘性流体が高圧側の第一室５４ａから低圧側の第二室５４ｂに流れるのが遮断される。このため、粘性流体はオリフィス５７を経由して高圧側の第一室５４ａから低圧側の第二室５４ｂに流れざるを得ず、ダンパ力が発生する。

図１２（Ｂ）に示されるように、軸体５２を逆方向である時計方向に回転させると、今度は軸体５２の第二の傾斜面６５とダンパ力発生用弁体５６の第二の傾斜面６９とが当接し、軸体５２はダンパ力発生用弁体５６に力Ｆを作用させる。この力も同様に、第二の傾斜面６９に沿う方向の力成分Ｆ１と、第二の傾斜面６９に直交する力成分Ｆ２とに分けられる。第二の傾斜面６９は、軸体５２の中心Ｏと第二の傾斜面を結ぶ線７１に対して、ダンパ力発生用弁体５６に内側に向かう力成分Ｆ１を作用させるように傾斜している。ダンパ力発生用弁体５６に内側に向かう力成分Ｆ１が作用するので、ダンパ力発生用弁体５６が軸体５２の第二の傾斜面６９に沿って軸体５２の中心に向かって移動する。これにより、ダンパ力発生用弁体５６がケース５１の内周面を押圧する力が低減するか、又はなくなる。このため、ダンパ力発生用弁体５６が軸体５２と共に回転し、ケース５１の内周面を摺動しても、軸体５２を軽い力で回転させることができる。ここで、ダンパ力発生用弁体５６はケース５１の内周面に接したままでも離れてもよい。また、軸体５２を時計方向に回転させると、ダンパ力発生用弁体５６の第一の傾斜面６４と軸体５２の第一の傾斜面６８との間にすきま７２が空くので、すきま７２及び軸体５２の切欠き部５８を介して高圧側の第二室５４ｂから低圧側の第一室５４ａへ粘性流体が流れる。このため、ダンパ力は発生しない状態になっている。

つまり、便座・便蓋を閉じるとき、ダンパ力を発生させることによって便座・便蓋が洋式便器に急激に衝突するのを防止することができる。その一方、便座・便蓋を開くとき、ダンパ力を発生させることなく、かつダンパ力発生用弁体５６がケース５１の内周面を押圧する力を低減又はなくすことによって、便座・便蓋を極めて軽い力で開くことが可能になる。

上記第一の実施形態においては、図６に示されるように、二つの第一室を連通する連通路としてのＳ字状の連通溝２２ｃが軸体１２の挿入部２２の端面に形成される。これに対して、図１０（Ａ）及び図１４に示されるように、第二の実施形態においては、二つの第一室５４ａを連通する第一室連通孔７４が軸体５２の挿入部５９の切欠き部５８の位置に空けられる。この第一室連通孔７４は軸体５２の弁体係合部６０の一方の片６０ａに軸体５２を貫通するように直線状に形成される。また、図１０（Ｂ）に示されるように、軸体５２の挿入部５９の根元には、二つの第二室５４ｂを連通する第二室連通孔７５が形成される。この第二室連通孔７５は軸体５２の弁体係合部６０の他方の片６０ｂに軸体５２を貫通するように直線状に形成される。

図１３（Ａ）に示されるように、上記第一の実施形態のヒンジ装置と同様に、軸体５２の中心には軸線方向に伸びる空間領域７６が形成され、空間領域７６には過負荷防止弁７８が軸線方向に移動可能に配置される。ダンパがオンになる通常の使用状態では、過負荷防止弁７８の端部が軸体５２に設けた弁座７９に着座し、第一室連通孔７４と第二室連通孔７５（図１３（Ａ）参照）を遮断する。しかし、過負荷（通常使用の負荷以外の強制的な開閉や衝撃的な開閉）が与えられ、高圧側の第一室５４ａの内部圧力が過度に上昇したとき、図１３（Ｂ）に示されるように、高圧側の第一室５４ａの内部圧力が圧縮コイルスプリング３１の反力に勝り、過負荷防止弁７８が図中右側に移動する。これにより、高圧側の第一室５４ａと低圧側の第二室５４ｂとがバイパス流路８１によって繋がり、第一室５４ａに充填される粘性流体がバイパス流路８１及び第二室連通孔７５を経由して第二室５４ｂに流れるようになる。このため、第一室５４ａの内部圧力が過度に上昇するのを防止でき、内部の機構を保護することができる。

図９に示されるように、上記第一の実施形態の軸体１２と同様に第二の実施形態の軸体５２においても、第一又は第二の部材と共に軸体５２を回転させることができるように軸体５２には複数の平坦面５２ｂが形成される。軸体５２の空間領域に配置される圧縮コイルスプリング３１、第一室５４ａに充填される粘性流体が軸体５２の空間領域７６に漏れるのを防止するＯリング３４、軸体５２及び圧縮コイルスプリング３１が軸体５２から抜けるのを防止するピン３６が設けられる点も上記第一の実施形態と同一であるので、同一の符号を附してその説明を省略する。さらに、軸体５２に巻かれるＯリング２５、軸体５２の回転運動を案内する軸受５３をケース５１に固定するカバーナット１５が設けられる点も上記第一の実施形態と同一であるから、同一の符号を附してその説明を省略する。

なお、本発明は上記実施形態に限られることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲で他の実施形態に具現化できる。例えば、ヒンジ装置は便器の開閉部だけでなく、門扉や上蓋が開く箱の開閉部に用いることができる。また、軸体側ではなく、ケース側に空間領域を形成し、ケース側の空間領域に過負荷防止弁を配置してもよい。さらに、ケースに対する軸体の回転は相対的なものであるので、軸体が固定されてケースが回転してもよい。

さらに、図１５（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、ケース４１と軸体４２との間には一つの第一室４３ａと一つの第二室４３ｂが形成されてもよい。この場合、逆止弁機構２０は１箇所でよい。軸体４２とケース４１との間にオリフィス４４を形成してもよいし、逆止弁機構２０の弁１６に微小な孔を設け、この微小な孔をオリフィスにしてもよい。

また、図１５（Ａ）に示されるように、連通路４６は一つの部屋を二か所で繋げてもいいし、図１５（Ｂ）に示されるように、連通路４６は一つの部屋を一か所で繋げてもいい（すなわち、途中で切れていてもよい）。ただし、弁体４７は、連通路４６に面している必要がある。

本明細書は、２００７年１０月５日出願の特願２００７-２６２６１４に基づく。この内容はすべてここに含めておく。

Claims

第一部材に対して第二部材を回転可能にするためのヒンジ装置であって、
前記第一部材又は前記第二部材の一方に固定されるケースと、
前記第一部材又は前記第二部材の他方に固定され、前記ケースに少なくとも一部が入り込むと共に、前記ケースに対して回転できる軸体と、
前記ケースと前記軸体との間に形成される第一室及び第二室に充填される粘性流体と、
前記ケースに対して前記軸体が一方向に相対的に回転するとき、前記軸体の相対的な回転に抵抗できるように、前記第一室から前記第二室へ移動する粘性流体の流路を狭めるオリフィスと、
前記第一室の圧力が所定の圧力に達するとき、前記第一室の体積を増大させる体積増大手段と、を備えるヒンジ装置。
前記軸体に前記第一室に繋がる連通路を設けると共に、前記体積増大手段を設け、
前記体積増大手段は、前記連通路の圧力が前記所定の圧力に達するとき、前記連通路の体積を増大させることを特徴とする請求項１に記載のヒンジ装置。
前記体積増大手段は、前記ケース又は前記軸体の一方に設けられる空間領域に配置され、前記空間領域を移動できると共に、前記第一室に充填される粘性流体に面する弁体を備え、
前記第一室の圧力が所定の圧力に達するとき、前記弁体が前記空間領域を移動することにより、前記第一室の体積が増大することを特徴とする請求項１又は２に記載のヒンジ装置。
第一部材に対して第二部材を回転可能にするためのヒンジ装置であって、
前記第一部材又は前記第二部材の一方に固定されるケースと、
前記第一部材又は前記第二部材の他方に固定され、前記ケースに少なくとも一部が入り込むと共に、前記ケースに対して回転できる軸体と、
前記ケースと前記軸体との間に形成される第一室及び第二室に充填される粘性流体と、
前記ケースに対して前記軸体が一方向に相対的に回転するとき、前記軸体の相対的な回転に抵抗できるように、前記第一室から前記第二室へ移動する粘性流体の流路を狭めるオリフィスと、
前記ケース又は前記軸体の一方に設けられる空間領域に配置され、前記空間領域を移動できると共に、前記第一室に充填される粘性流体に面する弁体と、を備え、
前記第一室の圧力が所定の圧力に達しないとき、前記弁体が前記第一室と前記第二室との繋がりを遮断する一方、
前記第一室の圧力が所定の圧力に達するとき、前記弁体が前記空間領域を移動することにより、前記第一室と前記第二室とを繋げるバイパス流路が形成されるヒンジ装置。
前記ヒンジ装置はさらに、
前記空間領域に配置され、前記第一室の圧力が前記弁体を押す力に抗するばね部材を備えることを特徴とする請求項３又は４に記載のヒンジ装置。
前記空間領域における前記弁体の移動量が所定量未満のとき、前記バイパス流路が前記第一室と前記第二室とを繋げることはなく、
前記弁体の移動量が所定量以上のとき、前記バイパス流路が前記第一室と前記第二室とを繋げることを特徴とする請求項４に記載のヒンジ装置。
前記軸体と前記ケースの内面との間には、前記軸体と共に回転するダンパ力発生用弁体が設けられ、
前記ケースに対して前記軸体が前記一方向に相対的に回転するとき、前記ダンパ力発生用弁体が前記ケースの内面に密着して前記第一室及び前記第二室が区画されるように、前記軸体が前記ダンパ力発生用弁体を前記ケースの内面に向かって移動させ、
前記ケースに対して前記軸体が他方向に相対的に回転するとき、前記ダンパ力発生用弁体が前記ケースの内面を押圧する力が低減し、あるいはなくなるように、前記軸体が前記ダンパ力発生用弁体を前記ケースの内面から離れる方向に移動させることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のヒンジ装置。