WO2004015233A1

WO2004015233A1 - ヒンジ装置

Info

Publication number: WO2004015233A1
Application number: PCT/JP2003/009891
Authority: WO
Inventors: Youjirou Nakayama; Masaki Ogawa
Original assignee: Sugatsune Kogyo Co., Ltd.
Priority date: 2002-08-09
Filing date: 2003-08-04
Publication date: 2004-02-19
Also published as: JP4164312B2; JP2004076267A; AU2003252384A1

Abstract

　ヒンジ本体２の収容孔２１の開口部にヒンジ軸３を回動可能に設ける。収容孔２１の内部には、ピストン５を収容孔２１の軸線方向へ移動可能に設ける。ピストン５をコイルばね６によりヒンジ軸３側へ直線付勢するとともに、矢印Ｘ方向へ回動付勢する。ヒンジ軸３が初期回動位置から矢印Ｘ方向へ９０°回動したとき、ピストン５をコイルばね６により初期位置からヒンジ軸３側へ向かって解除位置まで移動させる。ピストン５は、初期位置から解除位置に達するまではヒンジ本体２に対して回動不能とし、解除位置に達したら矢印Ｘ方向へ回動可能にする。これにより、ピストン５が解除位置に達したら、コイルばね６によりヒンジ軸３を９０°回動した位置から所定の自立位置まで回動させる。

Description

ヒンジ装置技術分野

この発明は、ヒンジ装置、特に自立機能を有するヒンジ装置に関する。

背景技術

従来、例えば便座又は便蓋（以下明、便座という。）を便器本体に回動可能に連結するヒンジ装置は、自立機能を備えている。自立機能とは、便座を閉位置から田

開位置側へ向かって所定の角度以上回動させると、それ以降は便座を開位置まで自動的に回動させて当該開位置に維持する機能であり、例えばトーションスプリングを用いることによって達成されている。トーシヨンスプリングは、便座を閉位置側から開位置側へ向かって常時回動付勢している。この場合、トーシヨンスプリングの回動付勢力は、便座が閉位置に位置してしているときに最大になっているが、そのときの便座の自重による閉方向への回動トルクより小さい。したがつて、便座は便器本体から浮き上がることなく、閉状態を維持する。その一方、トーシヨンスプリングの回動付勢力は、便座が開位置側へ回動するのにしたがつて小さくなるが、便座の自重による閉方向への回動トルクは、トーシヨンスプリングの回動付勢力が小さくなる以：に小さくなる。そして、便座が所定の半開位置（例えば 6 0 ° ) を越えると、トーシヨンスプリングの開方向への回動付勢力が、便座の自重による回動トルクより相対的に大きくなる。この結果、便座が回動付勢力と自重による回動トルクとの差により、開位置まで回動させられるとともに、開位置に維持される。

ところで、便座を確実に自立させるためには、所定の回動位置から開位置までの間におけるトーションスプリングの回動付勢力と便座の自重による回動トルクとの差を大きくする必要があり、そのためにはトーションスプリングの回動付勢力を大きくすればよい。ところが、ト一シヨンスプリングの開方向への回動付勢力は、便座の閉位置側で大きくなるため、自立のためのトーシヨンスプリングの回動付勢力を大きくすると、便座が閉位置に位置しているときのトーシヨンスプリングの回動付勢力が大きくなり過ぎ、自重による回動トルクとの差が過度に小さくなつたり、あるいは逆転してしまう。この結果、便座が閉位置から浮き上がつてしまうおそれがある。

このような問題を解決するために、特開昭 6 3 - 1 0 5 7 2 2号公報に記載のヒンジ装置においては、トーションスプリングに加えてコンプレツシヨンスプリングが用いられている。トーションスプリングは、便座を開方向へ常時回動付勢しているが、その回動付勢力は、 .便座の回動位置に拘わらず自重によるトルクより小さく設定されている。一方、コンプレツションスプリングの回動付勢力は、便座の回動角度が閉位置から所定の回動角度（例えば 1 5。 ) に達するまでは、開位置側から閉位置側へ向かって作用するが、所定の角度を越えると開位置側へ向かって作用する。し力も、コンプレツシヨンスプリングの回動付勢力は、便座の回動角度が所定の角度（例えば 6 0 ° ) を越えると、トーシヨンスプリングとの合成回動付勢力が、便座の自重による回動トルクより大きくなるように設定されている。これにより、トーシヨンスプリングの回動付勢力を大きくすることなく、自立のための回動付勢力を大きくし、閉位置での便座の浮き上がりを防止するとともに、便座を確実に自立させることができるようにしている。

上記公報に記載のヒンジ装置においては、少なくともコンプレツシヨンスプリングの分だけ部品点数が増えるため、製造費が嵩むとともに、ヒンジ装置が大型化してしまうという問題がある。レかも、トーシヨンスプリングがヒンジ軸の軸線方向に配置されているのに対し、コンプレツシヨンスプリングがヒンジ軸と直交する方向に向けて配置されているため、大型化という問題がさらに顕著であつた。発明の開示 .

この発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、内部に一端が開口し、他端に底部を有する収容孔が形成されたヒンジ本体と、上記収容孔の開口側端部に回動可能に、かつ脱出不能に設けられたヒンジ卑由と、このヒンジ軸と上記底部との間の上記収容孔内にその軸線方向へ移動可能に設けられた可動部材と、上記ヒンジ軸が一方向へ回動するときには、上記可動部材を上記ヒンジ軸と上記底部とのいずれか一方に接近する方向へ移動させ、上記ヒンジ軸が他方向へ回動するときには、上記可動部材を上記ヒンジ軸と上記底部とのいずれか他方に接近する方向へ移動させる移動手段と、上記可動部材を上記ヒンジ軸の一方向への回動方向と同方向へ回動付勢する回動付勢手段とを備え、上記収容孔の内周面と上記可動部材との間に、上記可動部材が上記移動手段により所定の初期位置と解除位置との間に位置させられているときには上記可動部材の回動を阻止し、上記可動部材が上記移動手段により上 ¾初期位置側から上記解除位置側へ向かつて移動させられて上記解除位置に達しているときには上記可動部材の回動を許容する係' 止手段が設けられていることを特徴としている。

この場合、上記係止手段が、上記収容孔の内周面に設けられた内係止面と、上記可動部材の外周面に設けられ、上記内係止面に突き当たることによって上記可動部材の回動を阻止する外係止面とを有していることが望ましい。上記内係止面及び上記外係止面が上記収容孔の軸線と平行な平面として形成されていることが望ましい。

上記内係止面の解除位置側の端部と上記外係止面の初期位置側の端部とのいずれか一方には、上記可動部材が上記解除位置に達しているときには上記回動付勢手段によって上記可動部材が所定の大きさの自立角度だけ上記一方向へ回動させられるのを許容し、かつ上記可動部材が上記自立角度だけ回動すると上記内係止面の解除位置側の端部と上記外係!！:面の初期位置側の端部とのいずれか他方に突き当たることによつて上記可動部材の上記自立角度を越える回動を阻止する回動規制面が形成されていることが望ましい。

上記回動付勢手段がコィルばねからなり、このコィルばねが上記底部と上記可動部材との間の上記'収容孔内に収容されていることが望ましい。上記コイルばねが上記可動部材を上記収容孔の軸線に沿つて上記初期位置側から上記解除位置側へ付勢して上記ヒンジ軸に押圧接触させており、上記移動手段が、上記コイルばねと、上記ヒンジ軸と上記可動部材との接触面間に設けられ、上記可動部材が上記初期位置と上記解除位置との間に位置しているときにおいて、上記ヒンジ軸が上記一方向へ回動するときには、上記コイルばねの付勢力によって上記可動部材が上記ヒンジ軸側へ移動するのを許容し、上記ヒンジ軸が上記他方向へ回動するときには上記可動部材を上記コィルばねの付勢力に抗して移動させる力ム機構とを有していることが望ましい。

上記回動規制面が上記外係止面に設けられており、上記収容孔の內周面には、上記初期位置側から上記解除位置側へ向かう方向を向く第 1段差面が上記内係止面の上記解除位置側における端部に続いて形成され、上記外係止面と上記回動規' 制面との間には、上記解除位置側から上記初期位置側へ向かう方向を向く第 2段差面が形成され、上記第 1及び第 2段差面は、上記可動部材が上記自立角度範囲内に位置しているときに互いに突き当たることによって上記可動部材が解除位置から上記初期位置側へ移動するのを阻止することが望ましい。図面の簡単な説明

図 1は、この発明の一実施の形態を、ヒンジ軸が開位置に位置した状態で示す図であって、図 1 (A) はその縦断面図、図 1 ( B ) は図 1 (A) の B— B線に沿う断面図である。

図 2は、同実施の形態の分解斜視図である。

図 3は、同実施の形態において用いられているヒンジ本体を示す図であって、図 3 (A) はその正面図、図 3 ( B ) はその右側面図、図 3 ( C ) は図 3 (A) の C— C線に沿う断面図である。

図 4は、同実施の形態において用いられているヒンジ軸を示す図であって、図

4 (A) はその正面図、図 4 ( B ) はその左側面図、図 4 ( C ) はその右側面図、図 4 (D ) は図 4 (A) の D— D線に沿う断面図である。

図 5は、同実施の形態において用いられているカム部材を示す図であって、図

5 (A) はその正面図、図 5 ( B ) はその左側面図、図 5 ( C ) はその右側面図、図 5 (D) はその平面図である。

図 6は、同実施の形態において用いられているピストンを示す図であって、図

6 (A) はその正面図、図 6 ( B ) はその左側面図、図 6 ( C ) はその右側面図、図 6 (D ) はその平面図である。

図 7は、同実施の形態のヒンジ軸が初期回動位置に位置しているときの状態を、ヒンジ本体を透過して示す一部省略斜視図である。図 8は、同実施の形態のヒンジ軸が初期回動位置から 4 5。だけ回動したときの状態を、ヒンジ本体を透過して示す一部省略斜視図である。

図 9は、同実施の形態のヒンジ軸が初期回動位置から 9 0 ° だけ回動したときの状態を、ヒンジ本体を透過して示す一部省略斜視図である。

図 1 0は、同実施の形態のヒンジ軸が初期回動位置とそこから 9 0 ° だけ離れた位置との間に位置しているときの状態を示す図 1 (A) の X— X線に沿う断面図である。

図 1 1は、同実施の形態のヒンジ軸が開位置に位置しているときの状態を、ヒンジ本体を透過して示す一部省略斜視図である。

図 1 2は、同実施の形態のヒンジ軸が開位置に位置しているときの状態を示す図 1 0と同様の断面図である。

図 1 3は、ヒンジ軸（便座）の回動角度とヒンジ軸に作用する各トルクとの関係を示す図である。発明を実施するための最良の形態 ·

以下、この発明を、便器本体に便座又は便蓋を回動可能に連結するヒンジ装置に適用した一実施の形態について図 1〜図 1 3を参照して説明する。勿論、この発明に係るヒンジ装置は、他の機器本体と回動体とを回動可能に連結するためのヒンジとして用いることも可能でる。

図 1及ぴ図 2に示すように、この実施の形態のヒンジ装置 1は、ヒンジ本体 2、ヒンジ軸 3、カム部材 4、ピストン（可動部材） 5及びコイルばね（回動付勢手段） 6を主な構成要素としている。

図 1〜図 3に示す'ように、ヒンジ本体 2は、金属製の円筒状をなしており、便器の便器本体（図示せず）に回動不能に取り付けられる。ヒンジ本体 2は、便器の便座又は便蓋（図示せず）に回動不能に取り付けてもよい。ヒンジ本体 2の內部は、ストレートに延びる断面円形の収容孔 2 1になっている。この収容孔 2 1 の一端部は開口しており、他端部は底部 2 2によって閉じられている。収容孔 2 1の開口側端部には、大径孔部 2 1 aが形成されている。これにより、ヒンジ本体 2の開口部側端部に環状の薄肉部 2 3が形成されている。一方、底部 2 2の内面、つまり収容孔 2 1に望む面の中央部には、断面円形の支持突起 2 2 aが形成されている。

ヒンジ本体 2には、一対の平板部 2 4， 2 4が形成されている。この平板部 2 4， 2 4は、ヒンジ本体 2の外周面の両側部をヒンジ本体 2の径方向外側から内側へ向かって平面状にプレスすることによって形成されており、ヒンジ本体 2の軸線方向の略中央部から底部 2 2までの他端部に配置されている。しかも、平板部 2 4 , 2 4は、ヒンジ本体 2の.軸線を中心として対称に位置する一側部と他側部とに配置されている。一対の平板部 2 4， 2 4は、互いに平行に、かつヒンジ本体 2の軸線（収容孔 2 1の軸線）と平行になっている。平板部 2 4の収容孔 2 1に臨む内面が、内係止面 2 5になっている。したがって、このヒンジ装置 1では、内係止面 2 5が 2つ形成されており、二つの内係止面 2 5， 2 5は、互いに平行に、かつ収容孔 2 1の軸線と平行になっている。内係止面 2 5は、一つだけ形成してもよい。その場合には、平板部 2 4も一つだけ形成することになる。収容孔 2 1の開口部側における内係止面 2 5の端部と、それより開口部側の収容孔 2 1の内周面との間、つまり収容孔 2 1の内周面のうち、内係止面 2 5の開口部側（解除位置側）の端部に続く箇所には、開口部側を向く段差面（第 1段差面） 2 6が形成されている。段差面 2 6は、各内係止面 2 5に対応して二つ形成されているが、内係止面 2 5がーつだけ形成される場合には段差面 2 6も一つだけ形成される。段差面 2 6は、内係止面 2 5側から開口部側へ向かうにしたがつて収容孔 2 1の径方向外側へ向かうように傾斜しているが、収容孔 2 1の軸線とのなす角が直角である平面としてもよい。

上記ヒンジ軸 3は、図 1、図 2及び図 4に示すように、嵌合軸部 3 1と、この嵌合軸部 3 1と一体に形成された連結軸部 3 2とを有している。嵌合軸部 3 1は、収容孔 2 1の開口部側端部に回動可能にかつ軸線方向へ移動可能に嵌合されている。ただし、ヒンジ軸 3は、ヒンジ本体 2の薄肉部 2 3を径方向内側へ向かって加締めることによって形成された環状突出部 2 3 ' にリング状をなすストツパ 7 を介して突き当たることにより、収容孔 2 1から脱出不能になっている。嵌合軸部 3 1の外周面と収容孔 2 1の内周面との間は、 Oリング等のシール部材 8によつて封止されている。一方、連結軸部 3 2は、嵌合軸部 3 1と軸線を一致させて形成されており、ストツパ 7を回動可能に貫通してヒンジ本体 2の外部に突出している。連結軸部 3 2は、例えば便座又は便蓋（以下、便座という。）に回動不能に連結される。勿論、ヒンジ本体 2が便座に回動不能に連結される場合には、連結軸部 3 2が便器本体に回動不能に連結される。

ヒンジ軸 3は、便座に回動不能に連結されているので、便座が回動するとそれと一体に回動する。ここで、便座が便器本体の上面に接触した閉位置から開位置まで回動すると、ヒンジ軸 3が図 1の矢印 X方向（一方向）へ初期回動位置から自立位置まで回動する。 .この実施の形態では、初期回動位置と自立位置との間の角度が 1 1 0 ° に設定されており、ヒンジ軸 3が初期回動位置から 9 0 ° 回動すると、ヒンジ装置 1の後述する自立機能によって便座が開位置まで自動的に回動させられるようになつている。なお、図 1及ぴ図 2は、ヒンジ軸 3が自立位置に回動したときの状態を示している。

嵌合軸部 3 1の内側の端面（底部 2 2側を向く端面）には、一対の突出部 3 3 , 3 3が嵌合軸部 3 1の軸線（二収容孔 2 1の軸線）を中心として対称に配置形成されている。各突出部 3 3 , 3 3の周方向を向く一方の側面には、カム面 3 3 a , 3 .3 aがそれぞれ形成され、他方の側面には収容孔 2 1の軸線と平行に延びる当接面 3 3 b、 3 3 bがそれぞれ形成されている。各突出部 3 3の先端面 3 3 cは、収容孔 2 1の軸線とのなす角が直角である平面になっている。

上記カム部材 4は、図 1、図 2及ぴ図 5に示すように、互いの軸線を一致させて一体に形成された大径軸部 4 1と小径軸部 4 2とを有している。そして、ヒンジ軸 4は、その軸線を収容孔 2 1の軸線と一致させ、かつ大径軸部 4 1を底部 2 2と対向させた状態で収容孔 2 1に収容されている。大径軸部 4 1は、内係止面 2 5 , 2 5の間隔より小さい外径を有している。大径軸部 4 1の底部 2 2と対向する端面の中央部には軸受孔 4 1 aが形成されている。この軸受孔 4 1 aに支持突起 2 2 aが回動可能に嵌合されることにより、カム部材 4の一端部がヒンジ本体 2に回動可能に支持されている。大径軸部 4 1の小径軸部 4 2側の端面には、一対の突出部 4 3 , 4 3が収容孔 2 1の軸線を中心として対称に設けられている。 —対の突出部 4 3， 4 3の周方向を向く一側面には、カム面 4 3 a， 4 3 aがそれぞれ形成され、他側面には収容孔 2 1の軸線と平行に延びる当接面 4 3 b , 4 3 bがそれぞれ形成されている。各突出部 4 3の先端面 4 3 cは、収容孔 2 1の軸線とのなす角が直角である平面になっている。小径軸部 4 2の先端部は、後述するピストン 5を貫通してヒンジ軸 3側に向かって延び、嵌合軸部 3 1の底部 2 2側を向く端面の中央部に形成された係合孔 3 1 aに回動不能に嵌合されている。これにより、カム部材 4の他端部がヒンジ軸 3を介してヒンジ本体 2に回動可能に支持されるとともに、カム部材 4がヒンジ軸 3にこれと一体に回動するように連結されている。 .

上記ピストン 5は、図 1、図 2及ぴ図 6に示すように、互いの軸線を一致させて一体に形成された大径部 5 1及ぴ小径部 5 2を有しており、大径部 5 1をヒンジ軸 3と対向させ、かつ小径部 5 2をカム部材 4の大径軸部 4 1と対向させた状態で収容孔 2 1に収容されている。ピストン 5の中央部には、その軸線上を一端面から他端面まで貫通する貫通孔 5 3が形成されている。この貫通孔 5 3には、カム部材 4の小径軸部 4 2が回動可能に、かづ摺動可能に揷通されている。

大径部 5 1は、収容孔 2 1の内周面のうちの一対の内係止面 2 5 , 2 5が形成された部分とほぼ同一の断面形状を有している。すなわち、大径部 5 1は、収容孔 2 1の内径とほぼ同一の外径を有しており、大径部 5 1の外周面には、その一端から他端まで延びる一対の外係止面 5 4 , 5 4がピストン 5の軸線を中心として対称に配置形成されている。一対の外係止面 5 4， 5 4の間隔は、一対の内係止面 2 5， 2 5の間隔とほぼ同一なっている。そして、外係止面 5 4 , 5 4を内係止面 2 5， 2 5に接触させた状態で、大径部 5 1が収容孔 2 1に揷入されている。したがって、ピストン 5は、ヒンジ本体 2に対して収容孔 2 1の軸線方向へは摺動可能であるが、回動不能になっている。

ただし、ビストン' 5は、後述するように、所定の解除位置に達するとヒンジ本体 2に対して所定の自立角度範囲だけ矢印 X方向へ回動可能になる。すなわち、外係止面 5 4を、これと直交し、かつピストン 5の軸線を含む平面により、図 1 0において矢印 X方向を向く一側部 5 4 aと、矢印 X方向と逆方向とを向く他側部 5 4 bとに二分したものとすると、ビストン 5を矢印 X方向へ回動させようとしたとき、内係止面 2 5に突き当たっているのは、実質的には外係止面 5 4のうちの一側部 5 4 aだけである。この一側部 5 4 aの底部 2 2側の端部（初期位置側の端部）には、回動規制面 5 7が形成されている。この回動規制面 5 7は、一側部 5 4 aと他側部 5 4 bとの境界から一側部 5 4 a側へ離れるのにしたがって矢印 X方向と逆方向へ向かうように傾斜する傾斜面になっている。しかも、回動規制面 5 7は、ピストン 5がヒンジ本体 2の底部 2 2側から開口部側へ移動して、所定の解除位置に達すると、回動規制面 5 7のヒンジ本体 2の開口部側（解除位置側）における端縁が内係止面 2 5の解除位置側の端縁と一致するように配置されている。したがって、ピストン 5が解除位置に達すると、一側部 5 4 aのうちの回動規制面 5 7より解除位置側の部分が、内係止面 2 5から解除位置側へ向かつて外れ、回動規制面 5 7だけが内係止面 2 5と対向する。この結果、ビストン 5が矢印 X方向へ所定角度だけ回動可能になる。この回動角度は、回動規制面 5 7と一側部 5 4 aとのなす角度であり、この角度が自立角度になっている。この実施の形態では、 2 0 ° に設定されている。

回動規制面 5 7と外係止面 5 4とのビストン 5の軸線方向において隣接する端部間には、初期位置側を向く段差面（第 2段差面） 5 8が形成されている。この段差面 5 8は、ピストン 5が収容孔 2 1の軸線方向においては解除位置に位置し、周方向においては内係止面 2 5と外係止面 5 4とによって回動が阻止された位置とこの位置から矢印 X方向へ自立角度だけ離れた位置との間に位置しているときに、段差面 2 6に接触するように配置されている。したがって、ピストン 5は、自立角度範囲内に位置しているときには、段差面 5 8が段差面 2 6に突き当たることにより、底部 2 2側へ移動できなくなつている。

大径部 5 1のヒンジ軸 3と対向する端面には、一対の突出部 5 5， 5 5が大径部 5 1の軸線（収容孔 2 1の軸線）を中心として対称に配置形成されている。一対の突出部 5 5， 5 5の周方向の一側面には、カム面 5 5 a， 5 5 aが形成され、他側面には大径部 5 1の軸線と平行に延びる当接面 5 5 b， 5 5 bが形成されている。各突出部 5 5の先端面 5 5 cは、大径部 5 1の軸線とのなす角が直角である平面になっている。

カム面 5 5 a， 5 5 aは、ヒンジ軸 3のカム面 3 3 a， 3 3 aにそれぞれ接触している。カム面 3 3 a， 5 5 aは、ピストン 5が内係止面 2 5によって回動を阻止された状態において、ヒンジ軸 3が矢印 X方向へ回動したときにはビストン 1

10

5がヒンジ軸 3側へ移動するのを許容し、ヒンジ軸 3が矢印 X方向と逆方向へ回動するときには、カム面 3 3 aがカム面 5 5 aを押すことによりピストン 5をヒンジ軸 3から離間する方向へ移動させる。

小径部 5 2は、力ム部材 4の大径軸部 4 1とほぼ同一の外径を有しており、小径部 5 2の大径軸部 4 1と対向する端面には、一対の突出部 5 6， 5 6がピストン 5の軸線を中心として対称に配置形成されている。一対の突出部 5 6， 5 6の周方向における一側面には、カム面 5 6 a , 5 6 aがそれぞれ形成され、他側面にはビストン 5の軸線と平行に延びる当接面 5 6 b , 5 6 bがそれぞれ形成されている。突出部 5 6のカム面 5 6 aと当接面 5 6 bとの間に位置する先端面 5 6 cは、ピストン 5の軸線とのなす角が直角である平面に形成されている。カム面 5 6 aは、カム部材 4のカム面 4 3 aに接触しており、ヒンジ軸 3が矢印 X方向へ回動すると、ピストン 5をヒンジ軸 3側へ移動させる一方、ヒンジ軸 3が矢印 X方向と逆方向へ回動すると、ピストン 5がヒンジ軸 3から離間する方向へ移動するのを許容する。しかも、ヒンジ軸 3の一定の回動量に対するカム面 4 3 a , 5 6 aによるピストン 5の移動距離は、カム面 3 3 a， 5 5 aによるピストン 5 の移動距離と同一に設定されている。したがって、カム面 5 6 a , 4 3 aとカム面 3 3 a， 5 5 aとによって一種の確動カム機構が構成されており、ヒンジ軸 3 が回動すると、それに追随してピストン 5が収容孔 2 1の軸線方向へ必ず移動する。これから明かなように、カム厣 3 3 a， 5 5 a及びカム面 4 3 a， 5 6 aによって移動手段 1 0が構成されている。なお、後述するように、このヒンジ装置では、カム面 3 3 a , 5 5 a (カム機構）とコイルばね 6とによって移動手段 1 1が構成されている。

ここで、ヒンジ軸 Sが初期回動位置に位置しているときのピストン 5の位置（収容孔 2 1の軸線方向における位置）を初期位置とし、ヒンジ軸 3が初期回動位置から 9 0 ° 回動したときのピストン 5の位置を解除位置とすると、ピストン 5が初期位置と解除位置との間に位置しているときには、内係止面 2 5と外係止面 5 4の一側部 5 4 aとが互いに接触し、それによつてビストン 5の回動が阻止されている。しかし、ピストン 5が解除位置に達すると、外係止面 5 ⁴の一側部 5 4 aが内係止面 2 5.から解除位置側へ外れ、回動規制面 5 7だけが内係止面 2 5と対向した状態を維持する。したがって、ピストン 5は所定の大きさの自立角度だけ矢印 X方向へ回動可能になる。し力も、ピストン 5が解除位置に達すると、力ム面 5 5 aがヒンジ軸 3のカム面 3 3 に接触するのみならず、当接面 5 5 がヒンジ軸 3の当接面 3 3 bに接触する。したがって、ビストン 5が矢印 X方向へ回動すると、それに追随してヒンジ軸 3が矢印 X方向へ回動する。

ビストン 5が解除位置に達すると、先端面 5 5 cが嵌合軸部 3 1の端面に接触するとともに、ヒンジ軸 3の突出部 3 3の先端面 3 3 cが大径部 5 1の端面に接触する。したがって、ピストン 5は、初期位置側から解除位置に達するとそれ以上は初期位置側から解除位置側へ向かう方向へ移動することができなくなつている。しかも、ピストン 5が自立角度範囲において回動した状態では、段差面 2 6， 5 8が互いに当接しているので、ピストン 5は解除位置側から初期位置側へ向かう方向へ移動不能になる。その結果、ピストン 5は、ヒンジ本体 2の軸線方向へ移動不能になっている。

ピストン 5と底部 2 2との間の収容孔 2 1内には、コイルばね（回動付勢手段） 6が設けられている。このコイルばね 6は、' ピストン 5をヒンジ軸 3側へ向かつて付勢しており、ビストン 5のカム面 5 5 aをヒンジ軸 3のカム面 3 3 aに押圧接触させている。したがって、ヒンジ軸 3が初期回動位置から 9 0 ° 回動すると、ピストン 5がコイルばね 6によつて初期位置から解除位置まで移動させられる。逆に、ヒンジ軸 3が 9 0 ° の位置から初期回動位置まで回動すると、ピストン 5 がカム面 3 3 a， 5 5 aによりコイルばね 6の軸線方向を向く付勢力に抗して解除位置から初期位置まで回動させられる。これから明かなように、コイルばね 6 及ぴカム面 3 3 a , 5 5 aによってもう一つの移動手段 1 1が構成されている。移動手段は、一つでも十分であるから、コイルばね 6を用いるときには、カム部材 4のカム面 4 3 a及ぴピストン 5のカム面 5 6 aは形成しなくてもょレ、。逆に、カム面 4 3 a， 5 6 aを形成する場合には、コイルばね 6によってピストン 5をヒンジ軸 5側へ向かって付勢させなくてもよい。ただし、コイルばね 6は、ビストン 5を矢印 X方向へ回動付勢する回動付勢手段として必要であるので、コイルばね 6を省くことはなレ、。

ピストン 5をヒンジ軸 3側へ付勢するコィルばね 6の付勢力（コィルばね 6の後述する回動付勢力と区別するために、以下、直線付勢力という。）は、ヒンジ軸 3が初期回動位置から 9 0 ° 回動するまでの間、換言すればビストン 5が初期位置から解除位置に達するまでの間、カム面 3 3 a , 5 5 aによりヒンジ軸 3を矢印 X方向（便座を開く方向）へ回動させる回動付勢力に変換される。したがつて、この回動付勢力の分だけ便座を軽く開回動させることができる。この実施の形態の場合、カム面 3 3 a， 5 5 aによって変換されたコイルばね 6の回動付勢力（回動トルク）は、図 1 3に示すように、便座の自重による回動トルクより大幅に小さく設定されている。しかし、カム面 3 3 a， 5 5 aによって変換された回動付勢力は、同図において想像線で示すように、自重による回勤トルクより小さい範囲においてそれに近い大きさにしてもよい。前述したように、ヒンジ軸 3 が初期位置から 9 0 ° 回動すると、ヒンジ軸 3の先端面 3 3 cがピストン 5に、ピストン 5の先端面 5 5 cがヒンジ軸 3にそれぞれ接触する結果、ピストン 5がカム軸 3側へ移動することができなくなる。このため、ヒンジ軸 3が 9 0 ° 以上回動すると、直線付勢力は回動付勢力に変換されなくなり、直線付勢力に基づく回動付勢力は零になる。

ヒンジ軸 3と底部 2 2との間の収容孔 2 1内にビストン 5が収容されることにより、収容孔 2 1の内部空間がピストン 5と底部 2 2との間の高圧室 2 7と、ヒンジ軸 3とピストン 5との間の低圧室 2 8とに区画されている。各室 2 7， 2 8 には、粘性流体（図示せず）が充填されている。この粘性流体は、ピストン 5がヒンジ軸 3側へ向かって移動するときには、低圧室 2 7からピストン 5の大径部 5 1の外周面に形成された通路溝 5 1 aを通って高圧室 2 8に流入する。逆に、ビストン 5が底部 2 2側へ向かって移動するときには、高圧室 2 8から通路溝 5 1 aを通って低圧室 2 7に流入する。

大径部 5 1の小径部 5 2側の端面と小径部 5 2の外周面に形成されたストッパ部 5 2 aとの間の小径部 5 2の外周面には、弁体 9がピストン 5の軸線方向へ移動可能に設けられている。この弁体 9は、長円のリング状をなしている。弁体 9 の外周面は、ヒンジ本体 2の平板部 2 4が形成された箇所における収容孔 2 1の内周面とほぼ同一の断面形状を有しており、収容孔 2 1の内周面に搢動可能に、かつ回動不能に接している。弁体 9は、ヒンジ軸 3の矢印 X方向（便座の開回動方向）への回動に伴ってピストン 5がヒンジ軸 3側へ移動するときには、低圧室 2 8から高圧室 2 7に向かって流れる粘性流体により、高圧室 2 7側へ押圧移動させられ、ストッパ部 5 2 aに突き当たって停止する。この状態では、通路溝 5 1 aが開かれるので、低圧室 2 8内の粘性流体は、通路溝 5 1 a内並びに弁体 9 の内周面と小径部 5 2及ぴストツパ部 5 2の外周面との間の隙間を通ってほとんど抵抗なく高圧室 2 7内に流入する。したがって、ピストン 5は初期位置側から解除位置側へほとんど抵抗なく^動することができる。よって、ヒンジ軸 3は矢印 X方向へ高速で回動することができる。逆に、ヒンジ軸 3が矢印 X方向と逆方向（閉方向）へ回動するときには、ピストン 5が解除位置側から初期位置側へ向かって移動するので、高圧室 2 7内の粘性流体が低圧室 2 8に向かって流れる。この粘性流体により、弁体 9が低圧室 2 8側へ押圧移動させられ、大径部 5 1の端面に突き当てられる。この状態では、通路溝 5 1 aが弁体 9によって閉じられる。したがって、高圧室 2 7内の粘性流体は、弁体 9の外周面と収容孔 2 1の内周面との僅かな隙間を通つて低圧室 2 8側へ流れることになり、その結果大きな流通抵抗が発生する。この流通抵抗により、 'ビストン 5の解除位置側から初期位置側への移動が低速に抑えられ、ひいてはヒンジ軸 3の矢印 X方向と逆方向への回動速度が低速に抑えられる。

ヒンジ軸 3は、初期回動位置から矢印 X方向へ 9 0 ° 回動すると、ヒンジ装置 1に設けられた自立機能により、所定の大きさの自立角度（この実施の形態では 2 0。）だけ矢印 X方向へ自動的に回動させられて自立位置に維持される。これにより、ヒンジ軸 3に連結された便座が開位置に維持されるようになっている。すなわち、コイルばね 6は、その一端がヒンジ本体 2に、他端がピストン 5にそれぞれ係止されて'おり、捩られた状態で収容孔 2 1に収容され、ピストン 5を矢印 X方向へ回動付勢している。ところが、ピストン 5は、初期位置から解除位置に達するまでの間は外係止面 5 4の一側部 5 4 aが内係止面 2 5に突き当たることによって回動が阻止されている。このため、コイルばね 6の回動付勢力がピストン 5を介してヒンジ軸 3に伝達されることはない。ただし、ヒンジ軸 3は、前述したように、ピストン 5が初期位置と解除位置との間に位置しているときにおいても、カム面 3 3 a， 5 5 aによって回動付勢力に変換されたコイルばね 6 の直線付勢力によって矢印 X方向へ回動付勢されている。ビストン 5が解除位置に達すると、前述したように、外係止面 5 4の一側部 5 4 aが内係止面 2 5から解除位置側へ外れる。この結果、ピストン 5が矢印 X方向へ回動可能になる。この結果、ヒンジ軸 3がコイルばね 6によりビストン 5を介して矢印 Xヒンジ方向へ回動させられる。

ここで、コイルばね 6の回動付勢力は、図 1 3に示すように、 'ヒンジ軸 3が初期回動位置から 9 0 ° 以上回動しているときには便座の自重による回動トルクより大きく設定されている。しかも、前述したように、ヒンジ軸 3が初期位置から 9 0。回動し、それに伴ってピストン 5が解除位置に達したときには、ピストン 5の矢印 X方向を向く当接面 5 5 bがヒンジ軸 3の当接面 3 3 bに突き当たっているので、ヒンジ軸 3はピストン 5と一体的に矢印 X方向へ回動する。したがつて、ヒンジ軸 3は、初期回動位置から 9 0。回動すると、その後はコイルばね 6 の回動付勢力によって矢印 X方向へ自動的に回動させられる。ビストン 5及ぴヒンジ軸 3がコィルばね 6により所定の自立角度だけ回動させられると、回動規制面 5 7が内係止面 2 5に突き当たる。したがって、それ以上はピストン 5及びヒンジ軸 3が矢印 X方向へ回動することができなくなり、ヒンジ軸 3が自立位置において停止する。これにより、便座が開位置に停止させられるとともに、コイルばね 6の回動付勢力によって開位置に維持される。

前述したように、ピストン 5は、，自立角度範囲内に位置しているときには、ヒンジ軸 3側へ移動することができないのみならず、底部 2 2側へも移動できなくなっている。つまり、ピストン 5は、自立角度範囲內に位置しているときには、収容孔 2 1の軸線方向へ移動不能になっている。したがって、ヒンジ軸 3を自立位置から初期回動位 ¾側へ向かう方向 (矢印 X方向と逆方向) へ回動させると、ヒンジ軸 3のカム面 3 3 aがビス小ン 5のカム面 5 5 aを収容孔 2 1の周方向及び軸線方向へ押圧するが、ピストン 5が収容孔 2 1の軸線方向へ移動不能になつているので、ビストン 5はヒンジ軸 3と一体に矢印 X方向と逆方向へ回動する。次に、上記構成のヒンジの作用を図 7〜図 1 3に基づいて説明する。なお、図 7〜図 9及び図 1 1においては、ヒンジ装置の作用をより理解し易いようにするために、ヒンジ軸 3及ぴピストン 5を実際のものと点対称に描いている。この結果、図 7〜図 9及び図 1 1の矢印 X方向が図 1の矢印 X方向と逆になつているが、两矢印 X方向は実際には同一方向である。

いまヒンジ軸 3が初期回動位置に位置し、ヒンジ軸 3に連結された便座が閉位置に位置しているものとする。このような状態では、図 7及ぴ図 1 1に示すように外係止面 5 4の一側部 5 4 aが内係止面 2 5に突き当たっているので、コイルばね 6の回動付勢力がビストン 5を介してヒンジ軸 3に伝達されることがない。したがって、コイルばね 6の回 t¾付勢力を大きくしたとしても、便座が閉位置から浮き上がってしまう（便器本体から浮き上がってしまう）' ような事態を招来することない。したがって、コイルばね 6の回動付勢力を大きくすることができる。閉位置に位置している便座を開く場合には、便座を手で持ち上げて開回動（矢印 X方向へ回動）させる。このとき、コイルばね 6の直線付勢力がカム面 3 3 a， 5 5 aによって開方向への回動付勢力に変換されているので、その回動付勢力の分だけ便座を軽く回動させることができる。また、粘性流体に対する流通抵抗が発生しない。したがって、便座を図 7に示す閉位置から図 8に示す 4 5。回動位置を経て図 9に示す 9 0 ° 離れた位置（実際には 9 0 ° 離れた位置より僅かに手前の位置）まで回動させる間は、便座を高速で開回動させることができる。

便座閉位置から 9 0。回動し、それに伴ってビストン 5が解除位置に達すると、ビストン 5が矢印 X方向へ回動可能になるので、コイルばね 6がヒンジ軸 3及ぴ便座をピストン 5を介して矢印 X方向へ回動付勢する。このとき、コイルばね 6 の回動付勢力を大きくすることができるので、便座を確実に自立させることができる。便座が開位置まで回動すると（ヒンジ軸 3が自立位置まで回動すると）、回動規制面 5 7が内係止面 2 5に突き当たる。その結果、便座が開位置に停止し、コィルばね 6の回動付勢力によって開位置に維持される。

開位置に位置している便座を閉位置まで回動させる場合には、まず便座をコィルばね 6の回動付勢力に抗して開位置から 9 0 ° の位置まで閉回動させる。すると、ピストン 5がヒンジ軸 3を介して同方向（矢印 X方向と逆方向）へ回動させられる。このとき、段差面 2 6， 5 8が突き当たっているので、ピストン 5は回動するだけであり、収容孔 2 1の軸線方向へ移動することがない。したがって、粘性流体が流れることがなく、流通抵抗も発生しない。よって、開位置から 9 0 ° の位置までは便座を高速で閉回動させることができる。

便座が 9 0 ° の位置に達すると、外係止面 5 の他側部 5 4 bが内係止面 2 5 に突き当たるため、ピストン 5が回動不能になる。したがって、便座を 9 0 ° の位置からさらに閉位置側へ回動させると、ピストン 5がカム面 3 3 a， 5 5 aによりつてコイルばね 6の直線付勢力に抗して解除位置から初期位置側へ移動させられる。その結果、一側部 5 4 aも内係止面 2 5に突き当たるようになる。この状態では、コィノレばね 6の回動付勢力がピストン 5を介してヒンジ軸 3及び便座に作用しなくなる。しかも、便座が開位置から閉位置側へ向かって 9 0 ° を越えた位置では、便座の自重による閉位置側への回動トルクがコィルばね 6の直線付勢力に基づく開方向への回動付勢力より大きくなつている。したがって、便座から手を離すと、便座はその自重によって閉位置まで回動し、便器本体に突き当たつて停止する。そして、閉状態を維持する。便座が 9 0 ° の位置を越えて閉位置側へ回動するときには、その回動に伴つてピストン 5が解除位置側から初期位置側へ移動するので、粘性流体が高圧室 2 7から低圧室 2 8に向かって流れることになり、粘性流体に大きな流通抵抗が作用する。したがって、便座の開回動速度は低速に抑えられる。

なお、この発明は、上記の実施の形態に限定されるものでなく、適宜変更可能である。

例えば、上記の実施の形態にぉレ,、ては、コイルばね 6を底部 2 2とピストン 5 との間に設け、ピストン 5をヒンジ軸 3側へ付勢させているが、コイルばね 6をヒンジ軸 3とピストン 5との間に設け、ピストン 5を底部 2 2側へ向かつて付勢させてもよい。その場合には、ヒンジ軸 3が矢印 X方向へ回動するときには、ピストン 5をコィルばね 6によつて底部 2 2側へ移動させ、ヒンジ軸 3が矢印 X方向と逆方向へ移動するときには、カム部材 4のカム面 4 3 a及ぴピストン 5の力ム面 5 6 aとによりビストン 5をコイルばね 6の付勢力に抗してヒンジ軸 3側へ移動させるようにする。そのようにした場合には、初期位置と解除位置との位置関係が上記の実施の形態とは逆になる。そこで、このような変形例では、回動規制面 5 7を、上記の実施の形態における外係止面 5 4の初期位置側の端部でなく、解除位置側の端部に形成することになる。なお、コイルばね 5をヒンジ軸 3とピストン 5との間に配置する場合には、ヒンジ軸 3のカム面 3 3 a及ぴピストン 5 のカム面 5 5 aは形成されなくなる。

また、回動規制面 5 7については、外係止面 5 4に形成することなく、内係止面 2 5に形成してもよい。この場合においても、回動規制面 5 7は、内係止面 2 5の初期位置側の端部と解除位置側の端部とのいずれかに、ヒンジ軸 3の回動方向とピストン 5の移動方向との関係に応じて決定される。産業上の利用の可能性

この発明に係るヒンジ装置は、例えば便器本体に便座又は便蓋を回動可能に連結するためのヒンジ装置として利用することができる。

Claims

請求の範囲

1. 内部に一端が開口し、他端に底部（22) を有する収容孔（21) が形成されたヒンジ本体（2) と、上記収容孔（21) の開口側端部に回動可能に、かつ脱出不能に設けられたヒンジ軸（3) と、このヒンジ軸（3) と上記底部（22) との間の上記収容孔（21) 内にその軸線方向へ移動可能に設けられた可動部材

(5) と、上記ヒンジ軸（3) がー方向へ回動するときには、上記可動部材（5) を上記ヒンジ軸（3) と上記底部（22) とのいずれか一方に接近する方向へ移動させ、上記ヒンジ軸（3) が他方向へ回動するときには、上記可動部材（5) を上記ヒンジ軸（3) と上記底部（22) とのいずれか他方に接近する方向へ移動させる移動手段（10 ； 1 1) と、上記可動部材（5) を上記ヒンジ軸（3) の一方向への回動方向と同方向へ回動付勢する回動付勢手段（6) とを備え、上記収容孔（21) の内周面と上記可動部材（5) との間に、上記可動部材（5) が上記移動手段（10 ； 11) により所定の初期位置と解除位置との間に位置させられているときには上記可動部材（5) の回動を阻止し、上記可動部材（5) が上記移動手段（10 ； 11) により上記初期位置側から上記解除位置側へ向かつて移動させられて上記解除位置に達しているときには上記可動部材（5) の回動を許容する係止手段が設けられていること特徴とするヒンジ装置。

2. 上記係止手段が、上記収容孔（21) の内周面に設けられた内係止面（25) と、上記可動部材（5) の外周面に設けられ、上記内係止面（25) に突き当たることによって上記可動部材（5) の回動を阻止する外係止面（54) とを有していることを特徴とする請求項 1に記載のヒンジ装置。

3. 上記内係止面（'25) 及び上記外係止面（54) が上記収容孔（21) の軸線と平行な平面として形成されていることを特徴とする請求項 2に記載のヒンジ

4. 上記内係止面（25) の解除位置側の端部と上記外係止面（54) の初期位置側の端部とのいずれか一方には、上記可動部材（5) が上記解除位置に達しているときには上記回動付勢手段 (6) によって上記可動部材（5) が所定の大きさの自立角度だけ上記一方向へ回動させられるのを許容し、かつ上記可動部材 (5) が上記自立角度だけ回動すると上記内係止面（2 5) の解除位置側の端部と上記外係止面（54) の初期位置側の端部とのいずれか他方に突き当たることによつて上記可動部材の上記自立角度を越える回動を阻止する回動規制面（ 5 7 ) が形成されていることを特徴とする請求項 3に記載のヒンジ装置。

5. 上記回動付勢手段がコイルばね（6) カゝらなり、このコィノレばね（6) が上記底部（2 2) と上記可動部材（5) との間の上記収容孔（2 1) 内に収容されていることを特徴とする請求項 4に記載のヒンジ装置。

6. 上記コイルばね（6) が上記可動部材（5) を上記収容孔（2 1) の軸線に沿って上記初期位置側から上記解除位置側へ付勢して上記ヒンジ軸（3) に押圧接触させており、上記移動手段（1 1) 力上記コイルばね（6) と、上記ヒンジ軸（3) と上記可動部材（5) との接触面間に設けられ、上記可動部材（5) が上記初期位置と上記解除位置との間に位置しているときにおいて、上記ヒンジ軸（3) が上記一方向へ回動するときには、上記コイルばね（6) の付勢力によつて上記可動部材（5) が上記ヒンジ軸側へ移動するのを許容し、上記ヒンジ軸

( 3 )が上記他方向へ回動するときには上記可動部材（ 5 )を上記コイルばね（ 6 ) の付勢力に抗して移動させるカム機構（3 3 a, 5 5 a) とを有していることを特徴とする請求項 5に記載のヒンジ装置。

7. 上記回動規制面（5 7) が上記外係止面（54) に設けられており、上記収容孔（2 1) の内周面には、上記初期位置側から上記解除位置側へ向かう方向を向く第 1段差面（2 6) が上記内係止面（25) の上記解除位置側における端部に続いて形成され、上記外係止面（54) と上記回動規制面（5 7) との間には、上記解除位置側から上記初期位置側へ向かう方向を向く第 2段差面（5 8) が形成され、上記第 1及'ぴ第 2段差面（26, 58) は、上記可動部材（5) が上記自立角度範囲内に位置しているときに互いに突き当たることによって上記可動部材（5) が解除位置から上記初期位置側へ移動するのを阻止することを特徴とする請求項 6に記載のヒンジ装置。