WO2020053962A1 - ロック機構 - Google Patents

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WO2020053962A1
WO2020053962A1 PCT/JP2018/033652 JP2018033652W WO2020053962A1 WO 2020053962 A1 WO2020053962 A1 WO 2020053962A1 JP 2018033652 W JP2018033652 W JP 2018033652W WO 2020053962 A1 WO2020053962 A1 WO 2020053962A1
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WO
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stopper
axis
cam
cover
adapter
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/033652
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
渉 本田
Original Assignee
株式会社Ｔｏｋ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社Ｔｏｋ filed Critical 株式会社Ｔｏｋ
Priority to PCT/JP2018/033652 priority Critical patent/WO2020053962A1/ja
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47K—SANITARY EQUIPMENT NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; TOILET ACCESSORIES
    • A47K13/00—Seats or covers for all kinds of closets
    • A47K13/12—Hinges
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B7/00—Connections of rods or tubes, e.g. of non-circular section, mutually, including resilient connections
    • F16B7/04—Clamping or clipping connections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D43/00—Automatic clutches
    • F16D43/02—Automatic clutches actuated entirely mechanically
    • F16D43/26—Automatic clutches actuated entirely mechanically acting at definite angular position or disengaging after consecutive definite number of rotations

Definitions

  • the present invention relates to a lock mechanism, and more particularly to a lock mechanism capable of preventing a member to be locked from moving in a direction along an axis and rotating around the axis.
  • a toilet unit is attached to an installation portion at the rear of the toilet, and a toilet seat and a toilet lid are attached to the main body of the toilet so as to be rotatable in the front-rear direction.
  • the apparatus body, the toilet seat and the toilet lid are integrated.
  • a toilet seat and a toilet lid of a toilet unit as shown in Patent Document 1 are rotatably attached to the unit main body by a hinge mechanism with a rotary damper interposed between the toilet seat and the toilet main body, and are required.
  • the toilet seat and the toilet lid can be detached from the unit body at the same time or individually. That is, when using the toilet seat, the toilet lid is rotated upward (rearward) to expose the toilet bowl on which the toilet seat is mounted, so that the user can sit on the toilet seat and use the toilet seat.
  • the toilet seat and the toilet lid can be lowered downward (frontward), and the toilet seat surface can be covered with the toilet lid to be in a closed state.
  • the toilet seat and the toilet lid can be gently arranged on the toilet surface via a rotary damper.
  • a structure in which a toilet lid and a toilet seat can be removed from the unit body has been proposed in the related art in order to facilitate the work for cleaning and maintenance.
  • a hinge device that is interposed between the unit body and the toilet lid or the toilet seat to rotatably hold the toilet lid or the toilet seat with respect to the unit body, and that has a detachable mechanism that can be removed when necessary, has also been conventionally used. It is known (for example, Patent Document 2).
  • the hinge device described in Patent Literature 2 is a device in which a joint pin is press-fitted and engaged in a hole provided in a hinge body, and the hinge body and the joint pin are rotatably connected to each other.
  • the hinge device described in Patent Literature 2 has a structure in which a joint pin is press-fitted and engaged in a hole provided in a hinge body, and the hinge body and the joint pin are rotatably connected to each other. For this reason, the connection between the hinge body and the joint pin is loose due to a manufacturing error, and the connection portion is inadvertently rotated. There is a problem that the pin is accidentally dropped from the hinge body.
  • Patent Document 2 when a hinge device as shown in Patent Document 2 is used between the toilet seat and the toilet lid of the toilet unit and the unit main body, the toilet seat and the toilet lid may rotate freely with respect to the unit main body. Occurs. In addition, a problem that the toilet seat and the toilet lid are inclined with respect to the unit main body or rattle, which makes it difficult to set the toilet seat at a predetermined position easily occurs.
  • an object of the present invention is to solve this problem.
  • the present invention has been proposed to achieve the above object, and the invention described in claim 1 is to move a locked member extending along a first axis in a direction along the first axis. And a lock mechanism capable of preventing rotation about the first axis, wherein a cylinder having a retaining hole through which the locked member penetrates on a side surface, one end of which is open, and the other end of which is closed by an end wall. -Shaped cover, and a second axis that is substantially the center of the cover that intersects the first axis and has an engagement hole on the side surface to which the locked member is detachably attached through the retaining hole.
  • the first cam of the axial slide cam means provided on one surface of the stopper is moved to the stopper. And rotate together. At this time, the cam surface of the first cam in the axial slide cam means and the cam surface of the second cam formed on the end wall of the cover cooperate to move both the stopper and the adapter in the lock position direction. I have. In conjunction with the movement, the outer peripheral surface of the locked member inserted into the engagement hole of the adapter is pressed against the inner peripheral surface of the retaining hole provided in the cover, and the locked state is switched.
  • the locked member moves in a direction along the first axis and falls out of the engagement hole of the adapter due to a frictional force generated between the outer peripheral surface of the locked member and the inner peripheral surface of the retaining hole.
  • the locked member and the cover rotates around a first axis with respect to the cover, or the cover rotates around the first axis with respect to the locked member). Rotation). That is, the lock function operates.
  • the cam surfaces of the first cam and the second cam in the axial slide cam means cooperate with each other, and Both adapters are allowed to move toward the unlock position.
  • the force pressing the locked member against the inner peripheral surface of the retaining hole provided in the cover is reduced, and the frictional force between the outer peripheral surface of the locked member and the inner peripheral surface of the retaining hole is reduced. Decrease.
  • the locked member is moved in the direction along the first axis, and the locked member is pulled out from the engagement hole of the adapter and removed from the cover, or the removed locked member is inserted again into the engagement hole of the adapter. Mounting (a detachable mechanism works) and rotation between the locked member and the cover can be permitted (a hinge mechanism function works).
  • the cam of the axial slide cam means moves the stopper together with the adapter along the second axis in accordance with the rotation direction of the stopper, and the locked member is locked. It is possible to lock and unlock the rotation between the locked member and the cover, and to lock and unlock the mounting and dismounting operation of the locked member, and to rotate between the locked member and the cover. Can be easily and reliably locked and unlocked.
  • the adapter and the stopper are interposed between the adapter and the stopper, and are compressed by movement of the stopper along the second axis.
  • an elastic member that applies a spring force in the opposite direction to each other.
  • the space between the adapter and the stopper is integrated in the second axial direction via the elastic member.
  • the movement of the stopper which is controlled by the axial slide cam means and moves in the direction along the second axis, is flexibly and reliably transmitted to the adapter through the spring force of the elastic member, and the locked member is moved to the adapter.
  • a force that abuts against the inner surface of the retaining hole of the cover is applied flexibly and reliably.
  • the lock mechanism according to the second aspect, wherein the elastic member is a spring washer.
  • the elastic member can be easily attached at the time of assembling, and the assembling work can be simplified.
  • a groove is provided on an outer peripheral surface of the locked member, and a lock member that can be inserted into and engaged with the groove is provided on the stopper. , Provide a locking mechanism.
  • the lock member moved to the lock position together with the stopper is inserted into the groove provided on the outer peripheral surface of the member to be locked. Then, when the locked member is to be moved in the direction along the first axis, the locking member is engaged with the groove surface of the groove. Thereby, the frictional force between the outer peripheral surface of the locked member and the inner peripheral surface of the retaining hole in the cover is relaxed, and the rotation between the locked member and the cover is allowed. Even if a hinge function is provided between the two, the locked member can be prevented from dropping out of the engagement hole of the adapter.
  • the tip of the lock member is formed as a projection having a substantially conical cross section, and the groove of the locked member is locked with the lock.
  • a locking mechanism is provided, which is formed as a groove having a substantially V-shaped cross section corresponding to the shape of the distal end portion of the member.
  • the distal end of the lock member is gradually inserted from the near side of the lock position along the groove, and the height in the direction along the first axis line is increased.
  • the tip of the lock member is engaged in the groove while automatically adjusting the position.
  • the tip of the lock member comes into contact with the groove side surface of the groove and / or the side surface of the locked member, thereby generating a frictional force between the locked member and the lock member, and
  • Two movement constraints that is, rotation of the lock member and movement in the direction along the axis can be simultaneously and reliably performed.
  • At least one of the first cam and the second cam in the axial slide cam means is provided.
  • a locking mechanism is provided wherein the end of the cam surface is formed in a plane.
  • the stopper rotates together with the stopper according to a rotational force applied from outside the cover to the stopper.
  • a lock mechanism provided with a lock operation unit is provided.
  • the lock operation can be easily performed by operating the lock operation unit from the outside of the cover and rotating the stopper about the second axis.
  • an operation of inserting a jig into an end face of the lock operation portion and operating the rotation of the stopper is performed.
  • a locking mechanism provided with a groove.
  • the stopper when the jig is inserted into the operation groove provided on the end face of the stopper from the outside of the cover and rotated, the stopper can be easily rotated. Then, the stopper can be moved along the axis X together with the adapter by the cam action of the axial slide cam means.
  • the cam of the axial slide cam means moves the stopper together with the adapter along the axis X in the rotation direction of the stopper, and the locked member Locking and unlocking can be performed alternatively. Therefore, a locking mechanism can be obtained in which the locked member can be easily attached and detached, and the locked member after being attached can be securely locked from accidentally falling off (dropping out).
  • FIG. 1A and 1B show a hinge device provided with a lock mechanism and an attachment / detachment mechanism according to the present invention, wherein FIG. 1A is a plan view of the hinge device, and FIG. 1B is a side view of the hinge device. It is a top view of the hinge device same as the above, in which the lock mechanism is in the unlocked state and a part is cut away.
  • FIG. 3A is a plan view of the hinge device with the lock mechanism in a locked state
  • FIG. It is a disassembled perspective view of a hinge device same as the above. It is a top view of the hinge shaft in a hinge device same as the above. It is a front view of the cover in a hinge device same as the above.
  • FIG. 1A is a plan view of the hinge device
  • FIG. 1B is a side view of the hinge device.
  • FIG. 3A is a plan view of the hinge device with the lock mechanism in a locked state
  • FIG. It is a disassembled perspective view of
  • FIG. 7 is a sectional view taken along line AA of FIG. 6. It is a perspective view which shows the principal part structure inside the cover in a hinge device same as the above. It is an external appearance perspective view of the stopper in a hinge device same as the above.
  • FIG. 10 is a plan view of the stopper illustrated in FIG. 9. It is BB sectional drawing of FIG. It is a perspective view of the elastic member in a hinge device same as the above. It is a top view of the same elastic member shown in FIG. It is CC sectional drawing of FIG. It is an external appearance perspective view of the adapter in a hinge device same as the above.
  • a first aspect of the present invention is to achieve the first object.
  • a lock mechanism capable of preventing movement of a locked member extending along an axis in a direction along the first axis and rotation about the first axis, a retaining hole through which the locked member penetrates a side surface.
  • a tubular cover having one end opened and the other end closed by an end wall, and an engagement hole on the side surface of which the locked member is removably attached through the retaining hole.
  • An axial slide cam means capable of moving along the second axis and pressing the outer peripheral surface of the locked member against the inner peripheral surface of the retaining hole is provided.
  • FIGS. 1 to 4 show an embodiment of a hinge device provided with a lock mechanism and a detachment mechanism according to the present invention.
  • the hinge device 10 has a structure suitable for a toilet unit (not shown).
  • the hinge device 10 of the present invention is not limited to a toilet unit, but can be used as a general hinge device.
  • the hinge device 10 includes a hinge shaft 11 as a member to be locked, and a hinge main body 12 capable of locking (restricting) movement of the hinge shaft 11 (movement in a direction along the axis Y and rotation about the axis Y).
  • the hinge shaft 11 is locked (restricted) or unlocked (unrestricted) with respect to the hinge body 12 between the hinge shaft 11 and the hinge body 12, and the hinge shaft 11 is attached to and detached from the hinge body 12.
  • a function of connecting and fixing the parts so that they cannot rotate with each other.
  • the function to be selected is left to the user's purpose of use.
  • the hinge shaft 11 is fixedly attached to the unit body of the toilet unit via, for example, an attachment pin 13, and the hinge body 12 is attached to one end of a toilet seat or a toilet lid (not shown) via a rotary damper 14. Fixed and attached.
  • the toilet unit using the hinge device 10 has the toilet seat or the toilet lid attached thereto via the rotary damper 14, so that the toilet seat or the toilet lid that is pivoted rearward and leaned forward can be moved forward.
  • the toilet seat or toilet lid is pivoted to the side and lowered onto the toilet surface, the toilet seat or toilet lid is gently rotated toward the front side by the buffering action of the rotary damper 14 so that the toilet seat or toilet lid can be quietly placed on the toilet surface.
  • the hinge shaft 11 is a metal shaft member provided with a small-diameter portion 11A and a large-diameter portion 11B in order along an axis Y serving as a first axis.
  • a mounting hole 22 formed on the inner peripheral surface of a female screw to which one end (male screw) of the mounting pin 13 is screwed and attached is provided along the axis Y.
  • An annular groove 23 is provided on the outer peripheral surface of the small diameter portion 11A of the hinge shaft 11.
  • the annular groove portion 23 is a V-shaped groove in which both side surfaces are inclined from the outer peripheral side toward the inside, and is annularly continuous. One round is formed.
  • reference numeral 30 in the drawing denotes a spacer.
  • the hinge body 12 includes a cover 15, a stopper 16, and a spring washer (spring washer) 17 as an elastic member, which are sequentially housed and arranged in the cover 15 along the axis X as a second axis.
  • An adapter 18 A first cam 19A and a second cam 19B, which constitute the axial slide cam means 19, are provided on the inner surface of the rear end portion of the cover 15 and the stopper 16 in a state where they face each other.
  • the stopper 16 is provided with a lock pin 20 as a lock member and an operation groove 21 as a lock operation section.
  • the cover 15 is a resin tubular body having one end opened. 6 to 8 are enlarged views showing the internal structure of the cover 15, FIG. 6 is a front view of the cover 15, FIG. 7 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 6, and FIG. FIG.
  • the end wall 15 ⁇ / b> A of the cover 15 is provided with a circular through hole 24 at the center.
  • a pair of second cams 19B of the axial slide cam means 19 are provided on the inner surface of the end wall 15A at 180 ° intervals so as to surround the outside of the through hole 24.
  • the cam surface 19B1 of each second cam 19B faces the open one end of the cover 15, and the cam surface 19B1 faces from one end to the other end, that is, the counterclockwise direction in FIGS. As a result, it is formed as an inclined surface 19b whose height from the end wall 15A gradually increases.
  • a stopper hole 27 is formed on a side surface of the cover 15 so as to allow the hinge shaft 11 to penetrate therethrough.
  • the inner diameter of the retaining hole 27 is formed to be slightly larger than the outer diameter of the large diameter portion 11B of the hinge shaft 11, and is formed by providing play with the large diameter portion 11B of the hinge shaft 11 in the axis X direction. I have.
  • the stopper 16 is a metal member having a top shape. 9 to 11 are enlarged views showing the stopper, FIG. 9 is a perspective view of the stopper 16, FIG. 10 is a side view of the stopper 16 viewed from the rear side, and FIG. It is.
  • the stopper 16 includes a large-diameter shaft portion 16b provided on one surface of the disk portion 16a (a surface facing the end wall 15A of the cover 15), and an opposite portion.
  • a small diameter shaft portion 16c provided on the other surface side and the lock pin 20 are integrally provided.
  • the disk portion 16a, the large-diameter shaft portion 16b, the small-diameter shaft portion 16c, and the lock pin 20 are all formed with their centers substantially aligned with the axis X.
  • the outer diameter of the disk portion 16a of the stopper 16 is the same as or slightly smaller than the inner diameter of the cover 15, and the stopper 16 is movable along the axis X within the cover 15.
  • the outer diameter of the large-diameter shaft portion 16b is substantially equal to the inner diameter of the through-hole 24 provided in the end wall 15A of the cover 15, and the axial length is one size even when the axial slide cam means 19 described later operates.
  • the portion has a size that always stays in the through hole 24.
  • the operation groove 21 as a lock operation portion is provided on an end surface of the large-diameter shaft portion 16b, that is, an end surface exposed through the through hole 24 to the outside of the cover 15.
  • a jig such as a tip of a coin or a flathead screwdriver can be inserted into the operation groove 21 from outside the cover 15.
  • the stopper 16 can be rotated around the axis X by the inserted coin or minus driver.
  • the small-diameter shaft portion 16c has an outer diameter substantially equal to the inner diameter of the spring washer 17, and the outer peripheral surface of the spring washer 17 is formed as shown in FIG. A locking portion 16d is provided for engaging the cutting portion 17a to stop rotation.
  • the spring washer 17 is a metal member. 12 to 14 are enlarged views showing the spring washer 17, FIG. 12 is a perspective view thereof, FIG. 13 is a plan view thereof, and FIG. 14 is a sectional view taken along the line CC of FIG.
  • the spring washer 17 mounted on the small diameter shaft portion 16c of the stopper 16 is a part of a ring-shaped washer (hereinafter referred to as a "cutting portion 17a"). It is shaped like a partially cut.
  • the spring washer 17 itself uses a well-known general-purpose one.
  • the axial slide cam means 19 is provided on one surface of the disc portion 16a facing the end wall 15A of the cover 15 of the stopper 16 so as to surround the outside of the large-diameter shaft portion 16b.
  • the cam surface 19A1 of each first cam 19A faces the end wall 15A of the cover 15, and the height of the cam surface 19A1 gradually decreases from one end to the other end, that is, in the counterclockwise direction. It is formed as a larger inclined surface 19a1.
  • a part of the cam surface 19A1 on the end side is formed as a flat surface 19a2 having the same height in the rotation direction.
  • the lock pin 20 is a pin protruding from the end face of the small diameter shaft portion 16c along the axis X, and has a substantially conical cross section at the tip end.
  • the shape of the projection of the cone substantially corresponds to the V-shaped cross section of the groove 23 in the hinge shaft 11.
  • the adapter 18 is a shaft member made of resin.
  • FIG. 15 is an enlarged perspective view of the adapter 18.
  • the outer diameter of the adapter 18 is substantially equal to the inner diameter of the cover 15.
  • an engagement hole 26 capable of receiving a part of the small diameter portion 11 ⁇ / b> A and a part of the large diameter portion 11 ⁇ / b> B of the hinge shaft 11 is provided at a position corresponding to the retaining hole 27 of the cover 15. It is provided toward.
  • the hinge shaft 11 has a substantially vertical center (a V-shaped groove bottom) of the groove 23 of the hinge shaft 11 in the engagement hole 26. It can be inserted up to a position substantially coincident with the axis X.
  • a mounting hole 28 into which one end (D-cut surface) of the rotary damper 14 is inserted is provided along one axis X at one end of the adapter 18.
  • an insertion hole 29 into which the small diameter shaft portion 16c of the stopper 16 and the lock pin 20 are inserted is provided along the axis X.
  • a part of the center of the insertion hole 29 (hereinafter, referred to as “center hole 29a”) penetrates into the engagement hole 26, and the lock pin 20 passes through the center hole 29a and 26 can be projected.
  • a stopper 16 having a spring washer 17 attached to the small diameter shaft portion 16c is prepared.
  • the stopper 16 is inserted into the cover 15 from one end opening of the cover 15 with the large-diameter shaft portion 16b of the stopper 16 facing forward.
  • the stopper 16 is inserted with the stopper 16 rotated to the unlock position.
  • the cam surface 19A1 of the first cam 19A and the cam surface 19B1 of the second cam 19B in the axial slide cam means 19 come into contact with each other. That is, the end wall 15A of the cover 15 and the disk portion 16a of the stopper 16 are in contact with each other, and the distal end of the large-diameter shaft portion 16b is inserted and arranged in the through hole 24 of the cover 15.
  • the stopper 16 in this state is located at the unlocked position where it has been moved to the end wall 15A side of the cover 15 by the cam action of the axial slide cam means 19, as shown in FIG.
  • the adapter 18 is inserted into the cover 15 from one end opening of the cover 15 with one end of the adapter 18 provided with the mounting hole 28 facing backward. Then, the other end of the adapter 18 comes into contact with the spring washer 17, and the retaining hole 27 of the cover 15 substantially corresponds to the engagement hole 26 of the adapter 18. In this state, the spring of the spring washer 17 is fully extended, and the adapter 18 is pushed by the spring washer 17 so that the position in the cover 15 is slightly shifted to the one end opening side of the cover 15 so that the cover 15 cannot be removed.
  • the center of the hole 27 (axis Y) does not coincide with the center of the engagement hole 26 of the adapter 18.
  • the hinge shaft 11 is attached to the adapter 18.
  • the adapter 18 is slightly pushed into the inside of the cover 15, and the spring of the spring washer 17 is compressed with the spring washer 17 interposed between the adapter 18 and the stopper 16. Due to this compression, the spring force of the spring washer 17 is applied to the adapter 18 and the stopper 16 as a spring force in opposite directions, and the cam surface 19A1 of the first cam 19A and the second cam 19B of the axial slide cam means 19 are formed.
  • the cam surface 19B1 is always in close contact.
  • the center of the retaining hole 27 of the cover 15 and the center of the engaging hole 26 of the adapter 18 are respectively substantially aligned with the axis Y.
  • FIGS. 1, 2 and 3 show the state after the assembly.
  • the hinge device 10 unlocks and attaches and detaches the hinge shaft 11 to and from the hinge body 12 (movement of the hinge shaft 11 along the axis Y).
  • the lock can be switched between a lock for preventing the lock, an unlock for allowing the rotation between the hinge shaft 11 and the cover 15 on the hinge body 12 side, and a lock for restraining the hinge from rotating.
  • the stopper 16 is rotated clockwise or counterclockwise by inserting a jig such as a coin or a flathead screwdriver from the outside of the cover 15 into the operation groove 21 of the stopper 16 as described above.
  • a jig such as a coin or a flathead screwdriver
  • FIGS. 1 and 2 show a state in which the stopper 16 is rotated to the unlock position and the stopper 16 is moved to the unlock position together with the adapter 18.
  • the stopper 16 is located at the unlocked position where the stopper 16 has been moved most toward the end wall 15A side of the cover 15 due to the cam action of the axial slide cam means 19 and the reaction force of the spring washer 17. ing.
  • the lock pin 20 comes out of the groove 23 of the hinge shaft 11 and is retracted in the center hole 29a.
  • the lock pin 20 is in an unlocked state in which the engagement between the hinge pin 11 and the hinge shaft 11 is released. Therefore, when the adapter 18 is slightly pushed into the cover 15 and the center of the retaining hole 27 of the cover 15 and the center of the engaging hole 26 of the adapter 18 are substantially aligned with the axis Y, respectively, the outer peripheral surface of the hinge shaft 11 and the cover 15 The frictional force between the inner surface of the retaining hole 27 and the hinge shaft 11 is eliminated, and the hinge shaft 11 can be freely inserted into and removed from the engagement hole 26. That is, the movement of the hinge shaft 11 in the direction of the axis Y with respect to the hinge body 12 is free, and the attachment and detachment of the hinge shaft 11 becomes possible. Further, rotation between the hinge body 12 (cover 15) and the hinge shaft 11 is also free.
  • the frictional force generated between the lock pin 20 and the groove surface of the groove 23 and the frictional force generated between the outer peripheral surface of the hinge shaft 11 and the inner peripheral surface of the retaining hole 27 are: Assuming that the outer diameter of the spring washer 17 is 11.8 mm, the inner diameter is 6.4 mm, and the thickness is 1.6 mm, the repulsive force of the spring washer 17 is about 243 N, and the rotation torque is about 0.4 to 0.5 N. Can be This torque varies depending on the friction coefficient between the members.
  • the stopper 16 When the hinge shaft 11 and the hinge main body 12 are allowed to rotate while the lock in the direction along the axis Y of the hinge shaft 11 is maintained, the stopper 16 is moved counterclockwise from the lock position (unlocked). The stopper 16 and the adapter 18 are moved slightly toward the unlock position (toward the end wall 15A) within a range where the engagement between the lock pin 20 and the groove 23 of the hinge shaft 11 is not released. When the frictional force between the lock pin 20 and the hinge shaft 11 and the frictional force between the outer peripheral surface of the hinge shaft 11 and the inner peripheral surface of the retaining hole 27 in the cover 15 are removed or weakened, the hinge is removed. When the lock between the shaft 11 and the hinge body 12 is locked, the rotation between the hinge body 12 and the hinge shaft 11 is stopped. There was carried out, it can be used so as to function as a hinge.
  • the hinge device 10 configured as described above, when the jig is inserted from the outside of the cover 15 into the operation groove 21 as the lock operation portion and the stopper 16 is rotated around the axis X, the axial slide cam means 19 , The cam surface 19A1 of the first cam 19A and the cam surface 19B1 of the second cam 19B cooperate to move the stopper 16 in accordance with the rotation direction of the stopper 16 together with the adapter 18 and the lock pin 20 in the lock position direction.
  • the hinge shaft 11 can be selectively locked and unlocked by being moved toward the unlock position.
  • the lock mechanism and the lock mechanism are provided, which can easily remove the hinge shaft 11 from the hinge body 12 and can reliably prevent the hinge shaft 11 after being mounted from moving (dropping) in the direction of the axis Y.
  • An attachment / detachment mechanism and a hinge device having the attachment / detachment mechanism are obtained.
  • the elastic member can be easily incorporated into the stopper 16.
  • a groove 23 as an engagement concave portion is provided in the hinge shaft 11, which is a member to be locked, in correspondence with the lock pin 20 as a lock member. Therefore, the rotation of the hinge shaft 11 can be restrained and prevented from falling off at the same time.
  • the shape of the groove 23 of the hinge shaft 11 is formed as a groove having a substantially V-shaped cross-section corresponding to the conical shape of the tip of the lock pin 20, the tip of the lock pin 20 at the end of the lock position. And the groove 23 of the hinge shaft 11 are in close contact with each other, so that the hinge shaft 11 can be reliably restrained (prevented from coming off and stopped).
  • the lock pin 20 is formed so that the conical peripheral surface of the lock pin 20 is in close contact with the side surface of the groove 23, the tip of the lock pin 20 bites into the peripheral surface of the hinge shaft 11. It does not need to be directly contacted.
  • the cam end of the cam surface 19A1 of the first cam 19A in the axial slide cam means 19 is formed by the flat surface 19a2, when the lock pin 20 reaches a predetermined position such as the end of the lock position, Even if the first cam 19A is further rotated, the lock pin 20 does not move further in the lock position direction because the cam end side is formed by the flat surface 19a2. Then, since the pressing force between the lock pin 20 and the hinge shaft 11 can be held at that position, it is possible to prevent the generation of an unreasonable pressing force.
  • An operation groove 21 as a lock operation portion is provided on the end surface of the stopper 16 opposite to the lock pin 20, and a jig such as a tip of a flathead screwdriver or a coin is inserted into the operation groove 21 from outside the cover 15. Since the rotation of the stopper 16 is operated, the rotation of the stopper 16 can be easily performed.

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Abstract

【課題】被ロック部材の着脱が容易で、かつ、装着された被ロック部材の抜け止めと回転止めを確実に行うことができるロック機構を提供する。 【解決手段】被ロック部材の、軸線Ｙに沿う方向への移動と軸線Ｙ回りの回転を阻止可能なロック機構において、カバー１５と、アダプター１８と、カバー１５内の端壁１５Ａとアダプター１８との間に設けられた円板状のストッパー１６と、ストッパー１６の一面に形成した第１のカム１９Ａと、第１のカム１９Ａに当接させて端壁１５Ａに形成した第２のカム１９Ｂとを有し、ストッパー１６の軸線Ｘ回りの回転に伴ってストッパー１６とアダプター１８を軸線Ｘに沿って移動させ、ヒンジシャフト１１の外周面を抜け止め孔２７の内周面に押し付け可能なアキシャルスライドカム手段と、を備え、ヒンジシャフト１１の外周面と抜け止め孔２７の内周面との間の摩擦力でヒンジシャフト１１の上記移動を阻止する、ようにした。

Description

ロック機構
　本発明は、ロック機構に関するものであり、特に被ロック部材の軸線に沿う方向への移動と軸線回りの回転を阻止できるようにしたロック機構に関するものである。
　洋式トイレ（腰掛け式便器）においては、特許文献１に示されるように、便器の後部の据付部にトイレユニットが取り付けられ、その装置本体に便座及び便蓋が前後方向回動自在に取り付けられて、装置本体と便座及び便蓋が一体化された構造になっている。
　また、特許文献１に示されるようなトイレユニットの便座及び便蓋は、ユニット本体との間に介装された回転ダンパー付のヒンジ機構により、ユニット本体に対して回動可能に取り付けられ、必要に応じてユニット本体から便座及び便蓋も同時に、又は個々に着脱できるようになっている。すなわち、便座を使用するときには、便蓋を上方向（後側）に回動させて便座が載った便器を露出し、便座に腰掛けて用を足せるようにする。さらに、便座に腰を掛けずに用を足す場合は、便蓋と共に便座も上方向に回動させて、便蓋と便座の両方を便器面の後方に立て掛け、便蓋と便座を便器面上から取り除いて使用できるようになっている。一方、用を足し終えたら、便座及び便蓋を下方向（前側）に倒し、便座面を便蓋で覆って閉じた状態にすることができる。その便座及び便蓋を閉じる際、便器面上に回転ダンパーを介して緩やかに便座及び便蓋を配置できるようになっている。
　また、このようなトイレユニットは、清掃やメンテナンスを行う際の作業を行い易くするのに、便蓋や便座をユニット本体から取り外せるようにした構造も従来から提案されている。
　そこで、ユニット本体と便蓋や便座との間に介装されて、ユニット本体に対して便蓋や便座を回動可能に保持し、かつ、必要時に取り外せる着脱機構を備えたヒンジ装置も従来から知られている（例えば、特許文献２）。
　特許文献２に記載のヒンジ装置は、ヒンジ本体に設けた穴にジョイントピンを圧入係着し、ヒンジ本体とジョイントピンを互いに回動可能に連結したものである。
特開２０１０－２０３１６２号公報 ＷＯ２０１３／０２２４０９Ａ１公報
　特許文献２に記載のヒンジ装置は、ヒンジ本体に設けた穴にジョイントピンを圧入係着して、ヒンジ本体とジョイントピンを互いに回動可能に連結した構造である。そのため、製造誤差によってヒンジ本体とジョイントピンとの間の連結がルーズになり、連結部分が不用意に回動してしまう問題点や、ヒンジ本体とジョイントピンとの間にガタつきが生じ易い、あるいはジョイントピンがヒンジ本体から不用意に抜け落ちると言う問題点がある
。
　したがって、特許文献２に示されるようなヒンジ装置をトイレユニットの便座及び便蓋とユニット本体との間に使用した場合には、便座及び便蓋がユニット本体に対して勝手に回転したりする恐れが生じる。また、便座及び便蓋がユニット本体に対して斜めになったり、ガタついたりして、所定の位置に定めることができづらいと言う問題点が発生し易い。
　そこで、被ロック部材の着脱が容易で、かつ、装着された被ロック部材の抜け止めと回転止めを確実に行うことができる、ロック機構を提供するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
　本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１に記載の発明は、第１の軸線に沿って延びる被ロック部材の、前記第１の軸線に沿う方向への移動と前記第１の軸線回りの回転を阻止可能なロック機構において、側面に前記被ロック部材が貫通する抜け止め孔を有し、かつ一端側が開口されて他端側が端壁で閉じられている筒状のカバーと、前記被ロック部材が前記抜け止め孔を通って着脱自在に取り付けられる係合孔を側面に有し、前記第１の軸線と交差する前記カバーの略中心となる第２の軸線に沿って移動可能に、前記カバー内に収納されたアダプターと、前記カバー内における前記端壁と前記アダプターの端面との間に設けられ、前記第２の軸線回りに回転可能で、かつ前記第２の軸線に沿って前記アダプターと一体に移動可能なストッパーと、前記端壁と対向している前記ストッパーの一面に形成した第１のカムと、前記第１のカムに当接させて前記端壁に形成した第２のカムとを有し、前記ストッパーの前記第２の軸線回りの回転に伴って前記ストッパーと前記アダプターを前記第２の軸線に沿って移動させ、前記被ロック部材の外周面を前記抜け止め孔の内周面に押し付け可能なアキシャルスライドカム手段と、を備えるロック機構を提供する。
　この構成によれば、ストッパーがアンロック位置にある状態から、ストッパーをロック方向に第２の軸線回りに回転させると、ストッパーの一面に設けられているアキシャルスライドカム手段の第１のカムがストッパーと一体に回転する。このとき、アキシャルスライドカム手段における第１のカムのカム面とカバーの端壁に形成している第２のカムのカム面が協働して、ストッパーとアダプターを共にロック位置方向に移動させている。そして、その移動に連動して、アダプターの係合孔に挿入されている被ロック部材の外周面が、カバーに設けられている抜け止め孔の内周面に押し付けられ、ロック状態に切り替わる。ロック状態では、被ロック部材の外周面と抜け止め孔の内周面との間に発生する摩擦力で、被ロック部材が第１の軸線に沿う方向に移動してアダプターの係合孔から抜け落ちるのを阻止するとともに、被ロック部材とカバーとの間が回転する（被ロック部材がカバーに対して第１の軸線回りに回転する、あるいはカバーが被ロック部材に対して第１の軸線回りに回転する）のを阻止する。すなわち、ロック機能が働く。
　また、ロック状態から、ストッパーをアンロック方向に第２の軸線回りに回転させると、アキシャルスライドカム手段における第１のカムのカム面と第２のカムのカム面が協働して、ストッパーとアダプターが共にアンロック位置方向に移動するのを許容する。これにより、カバーに設けられている抜け止め孔の内周面に被ロック部材を押し付けている力が弱められ、被ロック部材の外周面と抜け止め孔の内周面との間の摩擦力を減少させる。そして、被ロック部材を第１の軸線に沿う方向に移動させて、被ロック部材をアダプターの係合孔から引き抜いてカバーから取り外す、又は、取り外した被ロック部材を再びアダプターの係合孔に挿入して取り付けるのを許容する（着脱機構が働く）ことができるとともに、被ロック部材とカバーとの間の回転を許容することができる（ヒンジ機構機能が働く）。
　したがって、ロック操作部を介して、ストッパーを回動操作すると、そのストッパーの回転方向に応じて、アキシャルスライドカム手段のカムがストッパーをアダプターと共に第２の軸線に沿って移動させて、被ロック部材の着脱、及び、被ロック部材とカバー相互間の回転のロック及びロック解除を可能にすることができるので、被ロック部材の着脱操作のロック・アンロック、及び、被ロック部材とカバー間の回転のロック・アンロックを、簡単かつ確実に行うことができる。
　請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成において、前記アダプターと前記ストッパーの間に介在され、前記ストッパーの前記第２の軸線に沿った移動により圧縮されて前記アダプターと前記ストッパーにそれぞれ反対向きのばね力を付与する弾性部材を設けている、ロック機構を提供する。
　この構成によれば、アダプターとストッパーとの間は、弾性部材を介して第２の軸線方向に一体化された状態にある。そして、アキシャルスライドカム手段に制御されて第２の軸線に沿う方向に移動するストッパーの動きは、弾性部材のばね力を介して柔軟、かつ、確実にアダプターに伝えられるとともに、被ロック部材がアダプターに押されてカバーの抜け止め孔の内面に当接する力も柔軟に、かつ確実に付与される。これにより、アダプターとストッパー間のガタつきと、被ロック部材の外周面とカバーにおける抜け止め孔の内周面との間におけるガタつきを確実に抑えることができる。
　請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の構成において、前記弾性部材は、スプリングワッシャーである、ロック機構を提供する。
　この構成によれば、スプリングワッシャーを使用することにより、組立時に、弾性部材を簡単に装着することができ、組み立て作業の簡略化が図れる。
　請求項４に記載の発明は、請求項１、２又は３に記載の構成において、前記被ロック部材の外周面に溝部を設け、前記ストッパーに前記溝部に挿入係合可能なロック部材を設けた、ロック機構を提供する。
　この構成によれば、ストッパーと共にロック位置側に移動されたロック部材は、被ロック部材の外周面に設けた溝部に挿入される。そして、被ロック部材が第１の軸線に沿う方向へ移動されようとすると、ロック部材が溝部の溝面と係合される。これにより、被ロック部材の外周面とカバーにおける抜け止め孔の内周面との間におけると摩擦力を緩めて、被ロック部材とカバーとの間の回転を許容させて、被ロック部材とカバーとの間にヒンジ機能を持たせても、被ロック部材がアダプターの係合孔から抜け落ちるのを防止できる。
　請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の構成において、前記ロック部材の先端部の形状が断面略円錐形の突起として形成されているともに、前記被ロック部材の前記溝部が前記ロック部材の先端部の形状に対応して断面略Ｖ字形の溝として形成されている、ロック機構を提供する。
　この構成によれば、ロック部材がロック位置側に向かって移動されると、ロック部材の先端部がロック位置の手前側から溝部に倣って徐々に挿入され、第１の軸線に沿う方向における高さ位置を自動調整しながら、ロック部材の先端部が溝部内に係合される。また、ロック位置の終端では、ロック部材の先端部が溝部の溝側面及び／又は被ロック部材の側面に当接されて、被ロック部材とロック部材との間に摩擦力を生じさせて、被ロック部材の回転と軸線に沿う方向への移動の、２つの移動拘束を同時に、また確実に行うことができる。
　請求項６に記載の発明は、請求項１、２、３、４又は５に記載の構成において、前記アキシャルスライドカム手段における前記第１のカムと第２のカムのうち、少なくとも一方のカムのカム面の終端が平面で形成されている、ロック機構を提供する。
　この構成によれば、ロック部材がロック位置の終端等、所定の位置に到達した状態で、更にストッパーを回転させても、カム終端が平面で形成されているので、ロック部材がロック位置方向へそれ以上移動することがない。そのため、ロック部材と被ロック部材との間の圧接力、及び、被ロック部材の外周面とカバーの抜け止め孔の内周面との間の圧接力を、その最終位置の状態で保持しておくことができる。これにより、最終の保持状態が安定するとともに、ロック部材や被ロック部材、及びカバーの抜け止め孔等に無理な力が加わるのを防止することができる。
　請求項７に記載の発明は、請求項１、２、３、４、５又は６に記載の構成において、前記ストッパーに、前記カバーの外側から付与された回転力に応じて前記ストッパーと共に回転するロック操作部を設けた、ロック機構を提供する。
　この構成によれば、カバーの外側からロック操作部を操作し、ストッパーを第２の軸線回りに回転させて、ロック操作を簡単に行うことができる。
　請求項８に記載の発明は、請求項１、２、３、４、５、６又は７に記載の構成において、ロック操作部の端面に、治具を差し込んで前記ストッパーの回転を操作する操作溝を設けた、ロック機構を提供する。
　この構成によれば、ストッパーの端面に設けられた操作溝に、カバーの外部から治具を差し込んで回転させると、ストッパーを簡単に回転させることができる。そして、アキシャルスライドカム手段のカム作用により、ストッパーをアダプターと共に軸線Ｘに沿って移動させることができる。
　本発明によれば、ロック操作部を介して、ストッパーを回動操作すると、そのストッパーの回転方向に、アキシャルスライドカム手段のカムがストッパーをアダプターと共に軸線Ｘに沿って移動させ、被ロック部材のロック及びロック解除を択一的に行うことができる。そのため、被ロック部材を容易に着脱できるとともに、装着後の被ロック部材が不用意に抜け落ちる（脱落する）のを確実にロックすることができる、ロック機構が得られる。
本発明に係るロック機構と着脱機構を各々備えたヒンジ装置を示し、（ａ）はそのヒンジ装置の平面図、（ｂ）はそのヒンジ装置の側面図である。 ロック機構がアンロック状態時にあり、一部を破断して示す同上ヒンジ装置の平面図である。 ロック機構がロック状態時にあり、（ａ）は一部を破断して示す同上ヒンジ装置の平面図、（ｂ）はその側面図である。 同上ヒンジ装置の分解斜視図である。 同上ヒンジ装置におけるヒンジシャフトの平面図である。 同上ヒンジ装置におけるカバーの正面図である。 図６のＡ－Ａ断面図である。 同上ヒンジ装置におけるカバーの内側における要部構成を示す斜視図である。 同上ヒンジ装置におけるストッパーの外観斜視図である。 図９に示したストッパーの平面図である。 図１０のＢ－Ｂ断面図である。 同上ヒンジ装置における弾性部材の斜視図である。 図１２に示す同上弾性部材の平面図である。 図１３のＣ－Ｃ断面図である。 同上ヒンジ装置におけるアダプターの外観斜視図である。
　本発明は、被ロック部材の着脱が容易で、かつ、装着された被ロック部材の抜け止めと回転止めを確実に行うことができるロック機構を提供するという目的を達成するために、第１の軸線に沿って延びる被ロック部材の、前記第１の軸線に沿う方向への移動と前記第１の軸線回りの回転を阻止可能なロック機構において、側面に前記被ロック部材が貫通する抜け止め孔を有し、かつ一端側が開口されて他端側が端壁で閉じられている筒状のカバーと、前記被ロック部材が前記抜け止め孔を通って着脱自在に取り付けられる係合孔を側面に有し、前記第１の軸線と交差する前記カバーの略中心となる第２の軸線に沿って移動可能に、前記カバー内に収納されたアダプターと、前記カバー内における前記端壁と前記アダプターの端面との間に設けられ、前記第２の軸線回りに回転可能で、かつ前記第２の軸線に沿って前記アダプターと一体に移動可能なストッパーと、前記端壁と対向している前記ストッパーの一面に形成した第１のカムと、前記第１のカムに当接させて前記端壁に形成した第２のカムとを有し、前記ストッパーの前記第２の軸線回りの回転に伴って前記ストッパーと前記アダプターを前記第２の軸線に沿って移動させ、前記被ロック部材の外周面を前記抜け止め孔の内周面に押し付け可能なアキシャルスライドカム手段と、を備える、構成としたことにより実現した。
　以下、本発明を実施するための形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明では、実施形態の説明の全体を通じて同じ要素には同じ符号を付している。また、以下の説明では、上下や左右等の方向を示す表現は、絶対的なものではなく、本発明のヒンジ装置の各部が描かれている姿勢である場合に適切であるが、その姿勢が変化した場合には姿勢の変化に応じて変更して解釈されるべきものである。
　図１から図４は本発明に係るロック機構と着脱機構を各々備えたヒンジ装置の一実施例を示す。図１から図４において、ヒンジ装置１０は、図示しないトイレユニットに好適な構造である。しかし、本発明のヒンジ装置１０はトイレユニットに限定されるものではなく、一般のヒンジ装置として使用できるものである。
　ヒンジ装置１０は、被ロック部材としてのヒンジシャフト１１と、ヒンジシャフト１１の移動（軸線Ｙに沿う方向の移動及び軸線Ｙを中心とした回転等）をロック（拘束）可能なヒンジ本体１２とを備える。ヒンジシャフト１１とヒンジ本体１２との間には、ヒンジシャフト１１を、ヒンジ本体１２に対してロック（拘束）又はアンロック（非拘束）の状態にし、ヒンジシャフト１１をヒンジ本体１２に対して着脱可能に保持する機能と、ヒンジシャフト１１とヒンジ本体１２との間を互いに回転可能に連結保持するヒンジ機能と、ヒンジシャフト１１をヒンジ本体１２に装着して、ヒンジシャフト１１とヒンジ本体１２との間を互いに回転不能に連結固定する機能と、をそれぞれ持たせている。そして、どの機能を選択するかはユーザの使用目的に委ねるようにしている。
　本実施例では、ヒンジシャフト１１は、例えば取付ピン１３を介してトイレユニットのユニット本体に固定して取り付けられ、ヒンジ本体１２は、回転ダンパー１４を介して図示しない便座又は便蓋の一端側に固定して取り付けられる。このようにして、ヒンジ装置１０を使用したトイレユニットは、回転ダンパー１４を介して便座又は便蓋が取り付けられていることにより、後方に回動させて立て掛けられている便座又は便蓋を、手前側に回動させて便器面の上に下ろすとき、便座又は便蓋は回転ダンパー１４の緩衝作用により手前側に緩やかに回転されて、便器面上に静かに配置できるようになっている。
　ヒンジシャフト１１は、第１の軸線としての軸線Ｙに沿って小径部１１Ａと大径部１１Ｂを順に設けた金属製の軸状部材である。ヒンジシャフト１１の大径部１１Ｂの下面には、取付ピン１３の一端部（雄ねじ）を螺合させて取り付ける雌ねじを内周面に形成してなる取付孔２２が、軸線Ｙに沿って設けられている。また、ヒンジシャフト１１の小径部１１Aの外周面には、環状の溝部２３が設けられている。環状の溝部２３は、図５に示すヒンジシャフト１１の拡大図から明らかのように、溝の両側面がそれぞれ外周側から内側に向かって傾斜する断面Ｖ字状の溝として、環状に連続して一周形成されている。なお、図中符号３０はスペーサである。
　ヒンジ本体１２は、カバー１５と、このカバー１５内に第２の軸線としての軸線Ｘに沿って順に収納して配置されている、ストッパー１６と、弾性部材としてのスプリングワッシャー（ばね座金）１７と、アダプター１８を有している。また、カバー１５の後端部の内面とストッパー１６には、アキシャルスライドカム手段１９を構成する、第１のカム１９Ａと第２のカム１９Ｂが互いに対向した状態で設けられている。さらに、ストッパー１６には、ロック部材としてのロックピン２０と、ロック操作部としての操作溝２１が設けられている。
　カバー１５は、一端側が開放された樹脂製の筒状体である。図６から図８は、カバー１５の内部構造を示している拡大図で、図６はカバー１５の正面図、図７は図６のＡ－Ａ断面図、図８はカバーの要部構成を示す斜視図である。
　図６から図８の図面より明らかのように、カバー１５の端壁１５Ａには、中心に円状の貫通孔２４が設けられている。また、端壁１５Ａの内面には、アキシャルスライドカム手段１９における第２のカム１９Ｂが、貫通孔２４の外側を囲むようにして、１８０°の間隔をもって一対設けられている。各第２のカム１９Ｂのカム面１９Ｂ１は、カバー１５の開放された一端側を向いており、そのカム面１９Ｂ１は一端側から他端側、すなわち図６及び図８において反時計回り方向に向かって徐々に、端壁１５Ａからの高さが緩やかに大きくなる傾斜面１９ｂとして形成されている。さらに、カバー１５の側面には、ヒンジシャフト１１を貫通させて取り付ける抜け止め孔２７が形成されている。抜け止め孔２７の内径は、ヒンジシャフト１１の大径部１１Ｂの外径とよりも若干大きく形成され、ヒンジシャフト１１の大径部１１Ｂとの間に軸線Ｘ方向に遊びを設けて形成されている。
　ストッパー１６は、こま状をした金属製の部材である。図９から図１１は、ストッパーを示している拡大図で、図９はストッパー１６の斜視図、図１０は後側から見たストッパー１６の側面図、図１１は図１０のＢ－Ｂ断面図である。
　図９から図１１の図面より明らかのように、ストッパー１６は、円板部１６ａの一面側（カバー１５の端壁１５Ａと対向する面側）に設けた大径軸部１６ｂと、その反対の他面側に設けた小径軸部１６ｃと、前記ロックピン２０と、を一体に有している。これら円板部１６ａ、大径軸部１６ｂ、小径軸部１６ｃ、ロックピン２０は、共に軸線Ｘに中心を略一致させた状態にして形成されている。
　また、ストッパー１６における、円板部１６ａの外径はカバー１５の内径と同じ、あるいは若干小さく形成されており、ストッパー１６はカバー１５内で軸線Ｘに沿って移動可能になっている。
　大径軸部１６ｂは、外径がカバー１５の端壁１５Ａに設けた貫通孔２４の内径と略等しく、軸方向の長さは後述するアキシャルスライドカム手段１９の動作時であっても、一部が貫通孔２４内に常に留まる大きさを有している。また、大径軸部１６ｂの端面、すなわち貫通孔２４を通ってカバー１５の外側に露出している端面には、ロック操作部としての前記操作溝２１が設けられている。操作溝２１には、カバー１５の外側からコイン若しくはマイナスドライバーの先端等の治具を差し込むことができるようになっている。そして、その差し込んだコイン若しくはマイナスドライバーにより、ストッパー１６を軸線Ｘ回りに回転させることができるようになっている。
　小径軸部１６ｃは、外径がスプリングワッシャー１７の内径と略等しい大きさで形成されており、図１１に図１０のＢ－Ｂ断面として示しているように、外周面にはスプリングワッシャー１７の切断部１７ａを係合させて回転止めを行う係止部１６ｄが設けられている。
　スプリングワッシャー１７は、金属製の部材である。図１２から図１４は、スプリングワッシャー１７を示している拡大図で、図１２はその斜視図、図１３はその平面図、図１４は図１３のＣ－Ｃ断面図である。
　図１２から図１４の図面より明らかのように、ストッパー１６の小径軸部１６ｃに装着されるスプリングワッシャー１７は、リング状をしたワッシャの一部（以下、これを「切断部１７ａ」という）の一部を切断したような形をしたものである。このスプリングワッシャー１７自体はよく知られた汎用のものを使用している。
　また、図９から図１１から明らかのように、ストッパー１６のカバー１５の端壁１５Ａと対向する円板部１６ａの一面には、大径軸部１６ｂの外側を囲むようにして、アキシャルスライドカム手段１９における第１のカム１９Ａが１８０°間隔で一対設けられている。各第１のカム１９Ａのカム面１９Ａ１は、カバー１５の端壁１５Ａを向いており、そのカム面１９Ａ１は一端側から他端側、すなわち反時計回り方向に向かって徐々に高さが緩やかに大きくなる傾斜面１９ａ１として形成されている。なお、カム面１９Ａ１の終端側の一部は、回転方向における高さが同じ平面１９ａ２として形成されている。そして、カバー１５内では、アキシャルスライドカム手段１９の、第１のカム１９Ａのカム面１９Ａ１と第２のカム１９Ｂのカム面１９Ｂ１は、スプリングワッシャー１７のばね力を受けて、互いに常に当接した状態に保持される。
　ロックピン２０は、小径軸部１６ｃの端面から軸線Ｘに沿って突出したピンであり、先端部の形状が断面略円錐形に形成されている。この円錐の突起形状は、ヒンジシャフト１１における溝部２３の断面Ｖ字形状に略対応している。そして、ロックピン２０の先端を溝部２３内に挿入させていくと、溝部２３内においてロックピン２０の先端側が溝部２３の側壁及び溝底にそれぞれ当接され、その溝部２３とロックピン２０の間に作用する摩擦力により、ヒンジシャフト１１がロックピン２０に対して回転するのをロック（拘束）することがでるようになる。また、ロックピン２０の先端が溝部２３内に挿入された状態では、ヒンジシャフト１１を軸線Ｙに沿って着脱方向に移動させようとすると、溝部２３とロックピン２０との先端が係合されて、ヒンジシャフト１１の着脱方向における移動を阻止（ロック）できるようになっている。
　アダプター１８は、樹脂製の軸状部材である。図１５は、アダプター１８の拡大斜視図である。
　図２から図４に示す図より明らかのように、アダプター１８は、外径がカバー１５の内径と略等しく形成されている。アダプター１８の外周面には、カバー１５の抜け止め孔２７と対応する位置に、ヒンジシャフト１１の小径部１１Ａと大径部１１Ｂの一部を受け入れ可能な係合孔２６が、アダプター１８内に向かって設けられている。なお、その係合孔２６内には、図２及び図３（ａ）に示すように、ヒンジシャフト１１が、そのヒンジシャフト１１における溝部２３の上下方向の略中心（Ｖ字溝底）が、軸線Ｘと略一致する位置まで挿入できるようになっている。
　また、アダプター１８の一端側には、回転ダンパー１４の一端（Dカット面）を挿入させている取付孔２８が、軸線Ｘに沿って設けられている。一方、アダプター１８の他端側には、ストッパー１６の小径軸部１６ｃとロックピン２０が挿入される挿入孔２９が、軸線Ｘに沿って設けられている。なお、挿入孔２９の中心の一部（以下、これを「中心孔２９ａ」と言う）は係合孔２６内に貫通しており、ロックピン２０は、この中心孔２９ａを通って係合孔２６内へ突出可能になっている。また、図１５に示すように挿入孔２９の内周面には、ストッパー１６が所定量回転すると、図１１に示すストッパー１６の係止部１６ｄが衝突して、それ以上の回転を規制するための回動規制壁２９ｂが形成されている。
　次に、このように構成されたヒンジ装置１０の組立手順の一例を説明する。
　（１）まず、小径軸部１６ｃにスプリングワッシャー１７を取り付けたストッパー１６を用意する。
　（２）次に、ストッパー１６の大径軸部１６ｂを前にして、カバー１５の一端開口より、ストッパー１６をカバー１５内に挿入する。このとき、ストッパー１６は、図１の（ｂ）に示すように、ストッパー１６がアンロック位置に回転された状態で挿入させる。また、ストッパー１６が最終位置まで挿入されると、アキシャルスライドカム手段１９における第１のカム１９Ａのカム面１９Ａ１と第２のカム１９Ｂのカム面１９Ｂ１が互いに当接する。すなわち、カバー１５の端壁１５Ａとストッパー１６の円板部１６ａが当接するとともに、大径軸部１６ｂの先端側がカバー１５の貫通孔２４に挿入配置された状態になる。なお、この状態でのストッパー１６は、図２に示すように、アキシャルスライドカム手段１９のカム作用により、カバー１５の端壁１５Ａ側に最も移動されたアンロック位置に配置される。
　（３）次いで、アダプター１８の取付孔２８を設けている一端側を後ろにして、カバー１５の一端開口よりアダプター１８をカバー１５内に装入する。すると、アダプター１８の他端とスプリングワッシャー１７が当接し、またカバー１５の抜け止め孔２７にアダプター１８の係合孔２６が略対応する。なお、この状態では、スプリングワッシャー１７のばねは伸びきっており、アダプター１８はスプリングワッシャー１７に押されて、カバー１５内での位置がカバー１５の一端開口側に若干ずれ、カバー１５の抜け止め孔２７の中心（軸線Ｙ）とアダプター１８の係合孔２６の中心は一致していない。
　（４）次に、ヒンジシャフト１１をアダプター１８に取り付ける。ヒンジシャフト１１を取り付けるには、まず、アダプター１８をカバー１５の内側に若干押し込み、アダプター１８とストッパー１６との間にスプリングワッシャー１７を挟んでスプリングワッシャー１７のばねを圧縮させる。この圧縮により、アダプター１８とストッパー１６にはそれぞれスプリングワッシャー１７のばね力が反対向きのばね力として付与され、アキシャルスライドカム手段１９における第１のカム１９Ａのカム面１９Ａ１と第２のカム１９Ｂのカム面１９Ｂ１が常に密着された状態になる。そして、この圧縮で、カバー１５の抜け止め孔２７の中心とアダプター１８の係合孔２６の中心をそれぞれ軸線Ｙに略一致させる。
　（５）また、抜け止め孔２７と係合孔２６を一致させた状態で、係合孔２６内に貫通孔２４を通ってヒンジシャフト１１を最終位置まで、すなわち溝部２３の溝底が軸線Ｘと対応するまで挿入させる。そして、挿入後は、カバー１５の内側（端壁１５Ａ側）にアダプター１８を押していた力を解く。すると、圧縮されていたスプリングワッシャー１７のばね力が開放されて、アダプター１８がヒンジシャフト１１と共にカバー１５の一端開口側に押され、ヒンジシャフト１１の外周面が抜け止め孔２７の内周面に緩く押し付けられる。この状態は図１、図２に示すアンロック状態である。このアンロック状態では、ヒンジシャフト１１の外周面と抜け止め孔２７の内周面との接触は非常に弱く、その間に発生している摩擦力も非常に小さい。したがって、この状態では、ヒンジシャフト１１をアダプター１８の係合孔２６内に自由に着脱することができる。また、ヒンジシャフト１１の外周面とカバー１５の間は互いに自由に回転できる状態にある。
　その後、必要に応じて回転ダンパー１４の一端部（Dカット面）をアダプター１８の取付孔２８に挿入させて、回転ダンパー１４をアダプター１８に取り付けるとともに、ヒンジシャフト１１の取付孔（雌ネジ）２２に取付ピン１３の一端部（雄ねじ）を螺合させて、取付ピン１３をヒンジシャフト１１に取り付けると組立が完了する。図１、図２、図３は、この組立後の状態を示している。
　次に、本発明に係るヒンジ装置１０の作用を説明する。このヒンジ装置１０は、ストッパー１６を回転させることにより、ヒンジ本体１２に対して、ヒンジシャフト１１が着脱（ヒンジシャフト１１が軸線Ｙに沿って移動する動作）するのを許容するアンロックと着脱を阻止するロック、及び、ヒンジシャフト１１とヒンジ本体１２側のカバー１５との間の回転を許容するアンロックと、回転しないように拘束するロックとに切り替えできるようになっている。なお、ストッパー１６の回転は、上述したように、カバー１５の外側からストッパー１６の操作溝２１に、コイン若しくはマイナスドライバーの先端等、治具を差し込んで時計回り方向、又は、反時計回り方向に回転させることにより、ストッパー１６とアダプター１８を共にロック位置又はアンロック位置に、択一的に移動させることができる。
　（ヒンジシャフト１１とヒンジ本体１２との間の着脱が可能で、かつ、ヒンジシャフト１１とヒンジ本体１２との間の回転が可能な状態）：
　図１及び図２は、ストッパー１６がアンロック位置に回転されて、ストッパー１６がアダプター１８と共にアンロック位置に移動されている状態を示している。この状態では、ストッパー１６は、図２に示すように、アキシャルスライドカム手段１９のカム作用とスプリングワッシャー１７の反力により、カバー１５の端壁１５Ａ側に最も移動されたアンロック位置に配置されている。そして、ロックピン２０がヒンジシャフト１１の溝部２３から抜け出て、中心孔２９ａ内に退避されている。また、ロックピン２０とヒンジシャフト１１との係合が解かれているアンロック状態にある。したがって、アダプター１８をカバー１５内に若干押し、カバー１５の抜け止め孔２７の中心とアダプター１８の係合孔２６の中心をそれぞれ軸線Ｙに略一致させると、ヒンジシャフト１１の外周面とカバー１５における抜け止め孔２７の内面との間の摩擦力がなくなり、ヒンジシャフト１１を係合孔２６に対して自由に出し入れすることができる。すなわち、ヒンジ本体１２に対するヒンジシャフト１１の軸線Ｙ方向の移動が自由になり、ヒンジシャフト１１の着脱が可能になる。また、ヒンジ本体１２（カバー１５）とヒンジシャフト１１との間の回転も自由になる。
　（ヒンジシャフト１１とヒンジ本体１２との間の着脱が不可能で、かつ、ヒンジシャフト１１とヒンジ本体１２との間の回転が可能な状態）：
　次に、ヒンジシャフト１１をアダプター１８の係合孔２６に挿入させた状態で、ストッパー１６を時計回り方向（ロック位置方向）に回転させる。すると、アキシャルスライドカム手段１９における、第１のカム１９Ａのカム面１９Ａ１と第２のカム１９Ｂのカム面１９Ｂ１が互いに擦れながら回転し、カム面１９Ａ１とカム面１９Ｂ１とのカム作用により、ストッパー１６とアダプター１８が共にカバー１５の端壁１５Ａから離れてヒンジシャフト１１に近づく方向、すなわちロック位置側へ移動される。
　そして、ロックピン２０が、中心孔２９ａ側から係合孔２６内に突出した状態となるまでロック位置側に移動されると、ロックピン２０の先端がヒンジシャフト１１の溝部２３内に挿入される。この状態では、ヒンジシャフト１１を軸線Ｙ方向に引き抜こうとしても、溝部２３とロックピン２０が係合されて、引き抜くことができない。すなわち、ヒンジシャフト１１がアダプター１８の係合孔２６内に抜け止めロックされる。また、このストッパー１６が最終のロック位置に配置されていない状態では、ヒンジシャフト１１の外周面はカバー１５の抜け止め孔２７の内周面に緩く当接されたままで、ヒンジシャフト１１
とカバー１５との間は互いに回転可能になっている。したがって、ヒンジシャフト１１の着脱はできないが、ヒンジ本体１２（カバー１５）とヒンジシャフト１１との間の回転は自由にできるようになっている。
　（ヒンジシャフト１１とヒンジ本体１２との間の着脱が不可能で、又、ヒンジシャフト１１とヒンジ本体１２との間の回転が不能な状態）：
　また、更にストッパー１６を時計回り方向に最終のロック位置まで回転させると、ストッパー１６とアダプター１８も更にロック位置側に移動する。すると、ストッパー１６と一体に移動しているロックピン２０の先端が係合孔２６内に突出し、ロックピン２０における円錐状をした先端外周面が溝部２３内の溝面に強く当接係合される。また、同時に、ヒンジシャフト１１の外周面がカバー１５における抜け止め孔２７の内周面に当接される。そして、ロックピン２０と溝部２３の溝面との間に発生している摩擦力と、ヒンジシャフト１１の外周面と抜け止め孔２７の内周面との間に発生している摩擦力により、ヒンジシャフト１１に対するヒンジ本体１２の回転がロック（拘束）される。したがって、ヒンジシャフト１１の着脱が不能で、また、ヒンジ本体１２（カバー１５）とヒンジシャフト１１との間の回転も不能になっている。
　なお、ロックピン２０と溝部２３の溝面との間に発生している摩擦力と、ヒンジシャフト１１の外周面と抜け止め孔２７の内周面との間に発生している摩擦力は、スプリングワッシャー１７の外径１１．８ミリ、内径が６．４ミリ、厚みを１．６ミリとすると、スプリングワッシャー１７による反発力は約２４３Ｎで、回転トルク約０．４～０．５Ｎが得られる。また、このトルクは部材同士の摩擦係数によって変動するものである。
　また、ストッパー１６が最終位置まで回転された状態で、更にストッパー１６を時計回り方向（ロック位置方向）に回転させても、アキシャルスライドカム手段１９における第１のカム１９Ａのカム面１９Ａ１の終端側の一部が、平面１９ａ２として形成されているので、第１のカム１９Ａはその位置に留まり、ヒンジシャフト１１側にそれ以上進むことはない。したがって、平面１９ａ２が第２のカム１９Ｂのカム面１９Ｂ１と対応する位置までストッパー１６を回転させると、最終位置では、常に同じ摩擦力でヒンジシャフト１１をロックしておくことができる。なお、最終位置までストッパーを回転させると、図１１に示すストッパー１６の係止部１６ｄが図１５に示すアダプター１８の回動規制壁２９ｂに衝突して、それ以上の回転は規制される。
　また、ヒンジシャフト１１の軸線Ｙに沿う方向のロックを保持したまま、ヒンジシャフト１１とヒンジ本体１２との間の回転ができるようにする場合は、ストッパー１６をロック位置から反時計回り方向（アンロック位置方向）に若干回転させて、ロックピン２０とヒンジシャフト１１の溝部２３の係合が解かれない範囲内において、ストッパー１６とアダプター１８をアンロック位置方向（端壁１５Ａ側）に移動させ、ロックピン２０とヒンジシャフト１１との間の摩擦力、及び、ヒンジシャフト１１の外周面とカバー１５における抜け止め孔２７の内周面との間の摩擦力を取り除く、又は、弱めると、ヒンジシャフト１１とヒンジ本体１２との間の抜け止めロックがされた状態で、ヒンジ本体１２とヒンジシャフト１１との間の回転を互い行わせ、ヒンジとして機能するようにして使用することができる。
　すなわち、このように構成されたヒンジ装置１０では、ロック操作部である操作溝２１にカバー１５の外側から治具を挿入して、ストッパー１６を軸線Ｘ回りに回転させると、アキシャルスライドカム手段１９における第１のカム１９Ａのカム面１９Ａ１と第２のカム１９Ｂのカム面１９Ｂ１とが協働して、そのストッパー１６の回転方向に応じてストッパー１６を、アダプター１８及びロックピン２０と共にロック位置方向又はアンロック位置方向に移動させて、ヒンジシャフト１１のロック及びロック解除を択一的に行うことができる。したがって、ヒンジ本体１２からヒンジシャフト１１を容易に着脱できるとともに、装着後のヒンジシャフト１１が軸線Ｙ方向に移動（脱落）するのを確実になくすことができる、ロック機構、そのロック機構を備えた着脱機構、及びその着脱機構を備えたヒンジ装置が得られる。
　また、弾性部材として、スプリングワッシャー１７を使用しているので、弾性部材をストッパー１６に対して簡単に組み込むことができる。
　また、被ロック部材であるヒンジシャフト１１に、ロック部材としてのロックピン２０に対応させて係合凹部としての溝部２３を設け、溝部２３にロックピン２０の先端部を挿入して当接係合させているので、ヒンジシャフト１１の回転の拘束と抜け止めを同時に行うことがでる。さらに、ヒンジシャフト１１の溝部２３の形状を、ロックピン２０の先端部の円錐形状に対応して断面略Ｖ字形の溝として形成されているので、ロック位置の終端で、ロックピン２０の先端部とヒンジシャフト１１の溝部２３が密に当接されて、ヒンジシャフト１１の拘束（抜け止め及び回転とめ）を確実に行うことができる。なお、ロックピン２０によるロックは、ロックピン２０の円錐状をしている周面が溝部２３の側面と密着するように形成した場合では、ロックピン２０の先端がヒンジシャフト１１の周面に食い込むように直接当接されなくてもよい。
　また、アキシャルスライドカム手段１９における第１のカム１９Ａのカム面１９Ａ１におけるカム終端が平面１９ａ２で形成されているので、ロックピン２０がロック位置の終端等、所定の位置に到達した状態で、第１のカム１９Ａを更に回転させても、カム終端側は平面１９ａ２で形成されているために、ロックピン２０はロック位置方向にそれ以上移動することはない。そして、ロックピン２０とヒンジシャフト１１との間の圧接力をその位置で保持しておくことができるので、無理な圧接力の発生を防止できる。
　また、ストッパー１６のロックピン２０と反対側の端面に、ロック操作部としての操作溝２１を設け、この操作溝２１にカバー１５の外側からマイナスドライバーの先端やコインなどの治具を差し込んでストッパー１６の回転を操作するようにしているので、ストッパー１６の回転操作を簡単に行うことができる。
　なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を成すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
１０　　　ヒンジ装置
１１　　　ヒンジシャフト
１１Ａ　　小径部
１１Ｂ　　大径部
１２　　　ヒンジ本体
１３　　　取付ピン
１４　　　回転ダンパー
１５　　　カバー
１５Ａ　　端壁
１６　　　ストッパー
１６ａ　　円板部
１６ｂ　　大径軸部
１６ｃ　　小径軸部
１６ｄ　　係止部
１７　　　スプリングワッシャー
１７ａ　　切断部
１８　　　アダプター
１９　　　アキシャルスライドカム手段
１９Ａ　　第１のカム
１９Ａ１　カム面
１９ａ１　傾斜面
１９ａ２　平面
１９Ｂ　　第２のカム
１９Ｂ１　カム面
１９ｂ　　傾斜面
２０　　　ロックピン（ロック部材）
２１　　　操作溝（ロック操作部）
２２　　　取付孔
２３　　　溝部
２４　　　貫通孔
２６　　　係合孔
２７　　　抜け止め孔
２８　　　取付孔
２９　　　挿入孔
２９ａ　　中心孔
２９ｂ　　回転規制壁
３０　　　スペーサ
Ｘ　　　　軸線（第２の軸線）
Ｙ　　　　軸線（第１の軸線）

Claims (8)

  1. 　第１の軸線に沿って延びる被ロック部材の、前記第１の軸線に沿う方向への移動と前記第１の軸線回りの回転を阻止可能なロック機構において、
    　側面に前記被ロック部材が貫通する抜け止め孔を有し、かつ一端側が開口されて他端側が端壁で閉じられている筒状のカバーと、
    　前記被ロック部材が前記抜け止め孔を通って着脱自在に取り付けられる係合孔を側面に有し、前記第１の軸線と交差する前記カバーの略中心となる第２の軸線に沿って移動可能に、前記カバー内に収納されたアダプターと、
    　前記カバー内における前記端壁と前記アダプターの端面との間に設けられ、前記第２の軸線回りに回転可能で、かつ前記第２の軸線に沿って前記アダプターと一体に移動可能なストッパーと、
    　前記端壁と対向している前記ストッパーの一面に形成した第１のカムと、前記第１のカムに当接させて前記端壁に形成した第２のカムとを有し、前記ストッパーの前記第２の軸線回りの回転に伴って前記ストッパーと前記アダプターを前記第２の軸線に沿って移動させ、前記被ロック部材の外周面を前記抜け止め孔の内周面に押し付け可能なアキシャルスライドカム手段と、
    　を備えることを特徴とするロック機構。
  2. 　前記アダプターと前記ストッパーの間に介在され、前記ストッパーの前記第２の軸線に沿った移動により圧縮されて前記アダプターと前記ストッパーにそれぞれ反対向きのばね力を付与する弾性部材を設けている、ことを特徴とする請求項１に記載のロック機構。
  3. 　前記弾性部材は、前記アダプターと前記ストッパーで挟持しているスプリングワッシャーである、ことを特徴とする請求項２に記載のロック機構。
  4. 　前記被ロック部材の外周面に溝部を設け、前記ストッパーに前記溝部に挿入係合可能なロック部材を設けた、ことを特徴とする請求項１、２又は３に記載のロック機構。
  5. 　前記ロック部材の先端部の形状が断面略円錐形の突起として形成されているとともに、前記被ロック部材の前記溝部が前記ロック部材の先端部の形状に対応して断面略Ｖ字形の溝として形成されている、ことを特徴とする請求項４に記載のロック機構。
  6. 　前記アキシャルスライドカム手段における前記第１のカムと第２のカムのうち、少なくとも一方のカムのカム面の終端が平面で形成されている、ことを特徴とする請求項１、２、３、４又は５に記載のロック機構。
  7. 　前記ストッパーに、前記カバーの外側から付与された回転力に応じて前記ストッパーと共に回転するロック操作部を設けた、ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５又は６に記載のロック機構。
  8. 　前記ロック操作部の端面に、治具を差し込んで前記ストッパーの回転を操作する操作溝を設けた、ことを特徴とする請求項７に記載のロック機構。
     
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