(57)【要約】【課題】自立機能の強化を図るとともに、大型化を防止することができる自立機能付きヒンジ装置を提供する。【解決手段】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。【選択図】　　　　図７
2004076267.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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軸と、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記初期位置側から上記解除位置側へ向かっ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特徴とするヒンジ装置。
【請求項２】
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り、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を特徴とする請求項１に記載のヒンジ装置。
【請求項３】
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を特徴とする請求項２に記載のヒンジ装置。
【請求項４】
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止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っ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を特徴とする請求項３に記載のヒンジ装置。
【請求項５】
上記回動付勢手段がコイルばねからなり、このコイ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を特徴とする請求項４に記載のヒンジ装置。
【請求項６】
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イルばねの付勢力に抗して移動させるカム機構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。
【請求項７】
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を特徴とする請求項６に記載のヒンジ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば便座又は便蓋（以下、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。トーションスプリングは、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、トーショ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。したがって、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、トーショ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って小さくなるが、便座の自重による閉方向への回動トルクは、トーションスプリングの回動付勢力が小さくなる以上に小さくなる。そして、便座が所定の半開位置（例えば６０°）を越えると、トーショ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。
【０００３】
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、トーショ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ョ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ョ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ったり、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ってしまうおそれがある。
【０００４】
このような問題を解決するために、特開昭６３−１０５７２２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ッショ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、コンプレッ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１５°）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。しかも、コンプレッショ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６０°）を越えると、トーショ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、トーショ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。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
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ッショ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、装置が大型してしまうという問題がある。しかも、トーショ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、コンプレッショ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顕著であった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
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軸と、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記初期位置側から上記解除位置側へ向かっ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り、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止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っ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イルばねからなり、このコイ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イルばねの付勢力に抗して移動させるカ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。
【０００７】
【発明の実施の形態】
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１３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ある。
【０００８】
図１及び図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。
【０００９】
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の内部は、ストレートに延びる断面円形の収容孔２１になっている。この収容孔２１の一端部は開口しており、他端部は底部２２によって閉じられている。収容孔２１の開口側端部には、大径孔部２１ａ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２３が形成されている。一方、底部２２の内面、つまり収容孔２１に望む面の中央部には、断面円形の支持突起２２ａが形成されている。
【００１０】
ヒンジ本体２には、一対の平板部２４，２４が形成されている。この平板部２４，２４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２２までの他端部に配置されている。しかも、平板部２４，２４は、ヒンジ本体２の軸線を中心として点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２４，２４は、互いに平行に、かつヒンジ本体２の軸線（収容孔２１の軸線）と平行になっている。平板部２４の収容孔２１に臨む内面が、内係止面２５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２５が２つ形成されており、二つの内係止面２５，２５は、互いに平行に、かつ収容孔２１の軸線と平行になっている。内係止面２５は、一つだけ形成してもよい。その場合には、平板部２４も一つだけ形成することになる。
【００１１】
収容孔２１の開口部側における内係止面２５の端部と、それより開口部側の収容孔２１の内周面との間、つまり収容孔２１の内周面のうち、内係止面２５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）２６が形成されている。段差面２６は、各内係止面２５に対応して二つ形成されているが、内係止面２５が一つだけ形成される場合には段差面２６も一つだけ形成される。段差面２６は、内係止面２５側から開口部側へ向かうにしたがって収容孔２１の径方向外側へ向かうように傾斜しているが、収容孔２１の軸線とのなす角が直角である平面としてもよい。
【００１２】
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３１と、この嵌合軸部３１と一体に形成された連結軸部３２とを有している。嵌合軸部３１は、収容孔２１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２３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２３′にリング状をなすストッパ７を介して突き当たることにより、収容孔２１から脱出不能になっている。嵌合軸部３１の外周面と収容孔２１の内周面との間は、Ｏリング等のシール部材８によって封止されている。一方、連結軸部３２は、嵌合軸部３１と軸線を一致させて形成されており、ストッパ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３２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、連結部材３２は、ヒンジ本体２が便座に回動不能に連結される場合には、便器本体に回動不能に連結される。
【００１３】
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全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１１０°に設定されており、ヒンジ軸３が初期回動位置から９０°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っている。なお、図１及び図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。
【００１４】
嵌合軸部３１の内側の端面（底部２２側を向く端面）には、一対の突出部３３，３３が嵌合軸部３１の軸線（＝収容孔２１の軸線）を中心として点対称に配置形成されている。各突出部３３，３３の周方向を向く一方の側面には、カム面３３ａ，３３ａがそれぞれ形成され、他方の側面には収容孔２１の軸線と平行に延びる当接面３３ｂ、３３ｂがそれぞれ形成されている。各突出部３３の先端面３３ｃは、収容孔２１の軸線とのなす角が直角である平面になっている。
【００１５】
上記カム部材４は、図１、図２及び図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４１と小径軸部４２とを有している。そして、ヒンジ軸４は、その軸線を収容孔２１の軸線と一致させ、かつ大径軸部４１を底部２２と対向させた状態で収容孔２１に収容されている。大径軸部４１は、内係止面２５，２５の間隔より小さい外径を有しており、その底部２２と対向する端面の中央部には軸受孔４１ａが形成されている。この軸受孔４１に支持突起２２ａ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４１の小径軸部４２側の端面には、一対の突出部４３，４３が収容孔２１の軸線を中心として点対称に配置されている。一対の突出部４３，４３の周方向を向く一側面には、カム面４３ａ，４３ａがそれぞれ形成され、他側面には収容孔２１の軸線と平行に延びる当接面４３ｂ，４３ｂがそれぞれ形成されている。各突出部４３の先端面４３ｃは、収容孔２１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４２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３１の底部２２側を向く端面の中央部に形成された係合孔３１ａ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。
【００１６】
上記ピストン５は、図１、図２及び図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５１及び小径部５２を有しており、大径部５１をヒンジ軸３と対向させ、かつ小径部５２をカム部材４の大径軸部４１と対向させた状態で収容孔２１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５３が形成されている。この貫通孔５３には、カム部材４の小径軸部４２が回動可能に、かつ摺動可能に挿通されている。
【００１７】
大径部５１は、収容孔２１の内周面のうち、一対の外係止面５４，５４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５１は、収容孔２１の内径とほぼ同一の外径を有しており、大径部４１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５４，５４がピストン５の軸線を中心として点対称に配置形成されている。一対の外係止面５４，５４の間隔は、一対の内係止面２５，２５の間隔とほぼ同一になっている。そして、外係止面５４，５４を内係止面２５，２５に接触させた状態で、大径部５１が収容孔２１に挿入されている。したがって、ピストン５は、収容孔２１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。
【００１８】
ただし、ピストン５は、後述するように、後述する所定の解除位置に達すると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５４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１０において矢印Ｘ方向を向く一側部（図１０において上側の側部）５４ａと、矢印Ｘ方向と逆方向とを向く他側部（図１０において下側の側部）５４ｂとに二分したものとすると、ピストン５を矢印Ｘ方向へ回動させようとしたとき、内係止面２５に突き当たっているのは、実質的には外係止面５４のうちの一側部５４ａだけである。この一側部５４ａの底部２２側の端部（初期位置側の端部）には、回動規制面５７が形成されている。この回動規制面５７は、一側部５４ａと他側部５４ｂとの境界から一側部５４ａ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５７は、ピストン５がヒンジ本体２の底部２２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５７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２５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５４ａのうちの回動規制面５７より解除位置側の部分が、内係止面２５から解除位置側へ向かって外れ、回動規制面５７だけが内係止面２５と対向する。この結果、ピストン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５７と一側部５４ａ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、２０°に設定されている。
【００１９】
回動規制面５７と外係止面５４とのピストン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）５８が形成されている。この段差面５８は、ピストン５が収容孔２１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２５と外係止面５４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２６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５６が段差面２６に突き当たることにより、底部２２側へ移動できなくなっている。
【００２０】
大径部５１のヒンジ軸３と対向する端面には、一対の突出部５５，５５が大径部５１の軸線（収容孔２１の軸線）を中心として点対称に配置形成されている。一対の突出部５５，５５の周方向の一側面には、カム面５５ａ，５５ａが形成され、他側面には大径部５１の軸線と平行に延びる当接面５５ｂ，５５ｂが形成されている。各突出部５５の先端面５５ｃは、大径部５１の軸線とのなす角が直角である平面になっている。
【００２１】
カム面５５ａ，５５ａは、ヒンジ軸３のカム面３３ａ，３３ａにそれぞれ接触している。カム面３３ａ，５５ａは、ピストン５が内係止面２５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ピストン５がカム軸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３３ａがカム面５５ａ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ように構成されている。
【００２２】
小径部５２は、カム部材４の大径軸部４１とほぼ同一の外径を有しており、小径部５２の大径軸部４１と対向する端面には、一対の突出部５６，５６がピストン５の軸線を中心として点対称に配置形成されている。一対の突出部５６，５６の周方向における一側面には、カム面５６ａ，５６ａがそれぞれ形成され、他側面にはピストン５の軸線と平行に延びる当接面５６ｂ，５６ｂがそれぞれ形成されている。突出部５６のカム面５６ａと当接面５６ｂとの間に位置する先端面５６ｃ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５６ａは、カム部材４のカム面４３ａ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ように構成されている。しかも、ヒンジ軸３の一定の回動量に対するカム面４３ａ，５６ａによるピストン５の移動距離は、カム面３３ａ，５５ａ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５６ａ，４３ａとカム面３３ａ，５５ａ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２１の軸線方向へ必ず移動する。これから明かなように、カム面３３ａ，５５ａ及びカム面４３ａ，５６ａによって移動手段が構成されている。なお、後述するように、このヒンジ装置では、カム面３３ａ，５５ａ（カム機構）とコイルばね６とによっても移動手段が構成されている。
【００２３】
ここで、ヒンジ軸３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２１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９０°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２５と外係止面５４の一側部とが互いに接触し、それによってピストン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５４の一側部５４ａが内係止面２５から解除位置側へ外れ、回動規制面５７だけが内係止面２５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。しかも、ピストン５が解除位置に達すると、カム面５５ａがヒンジ軸３のカム面３３ａに接触するのみならず、当接面５５ｂがヒンジ軸３の当接面３３ｂに接触する。したがって、ピストン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。
【００２４】
ピストン５が解除位置に達すると、先端面５５ｃが嵌合軸部３１の端面に接触するとともに、ヒンジ軸３の突出部３３の先端面３３ｃが大径部５１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っている。しかも、ピストン５が自立角度範において回動した状態では、段差面２６，５８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なっている。
【００２５】
ピストン５と底部２２との間の収容孔２１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側へ向かって付勢しており、ピストン５のカム面５５ａをヒンジ軸３のカム面３３ａ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９０°回動すると、ピストン５がコイルばね６によっ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９０°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３３ａ，５５ａ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及びカム面３３ａ，５５ａによってもう一つの移動手段が構成されている。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、カム軸４のカム面４３ａ及びピストン５のカム面５６ａは形成しなくてもよい。逆に、カム面４３ａ，５６ａ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、ピストン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を省くことはない。
【００２６】
ピストン５をヒンジ軸３側へ付勢するコイルばね６の付勢力（コイルばね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９０°回動するまでの間、換言すればピストン５が初期位置から解除位置に達するまでの間、カム面３３ａ，５５ａ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。したがって、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３３ａ，５５ａ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１３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３３ａ，５５ａ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、自重による回動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９０°回動すると、ヒンジ軸３の先端面３３ｃがピストン５に、ピストン５の先端面５５ｃ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９０°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。
【００２７】
ヒンジ軸３と底部２２との間の収容孔２１内にピストン５が収容されることにより、収容孔２１の内部空間がピストン５と底部２２との間の高圧室２７と、ヒンジ軸３とピストン５との間の低圧室２８とに区画されている。各室２７，２８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２７からピストン５の大径部５１の外周面に形成された通路溝５１ａを通って高圧室２８に流入する。逆に、ピストン５が底部２２側へ向かって移動するときには、高圧室２８から通路溝５１ａを通って低圧室２７に流入する。
【００２８】
大径部５１の小径部５２側の端面と小径部５２の外周面に形成されたストッパ部５２ａとの間の小径部５２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おり、その外周面は、ヒンジ本体２の平板部２４が形成された箇所における収容孔２１の内周面とほぼ同一の断面形状を有しており、収容孔２１に摺動可能に、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２８から高圧室２７に向かって流れる粘性流体により、高圧室２８側へ押圧移動させられ、ストッパ部５２ａに突き当たって停止する。この状態では、通路溝５１ａが開かれるので、低圧室２８内の粘性流体は、通路溝５１ａ内並びに弁体９の内周面と小径部５２及びストッパ部５２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２７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移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２７内の粘性流体が低圧室２８に向かって流れる。この粘性流体により、弁体９が低圧室２８側へ押圧移動させられ、大径部５１の端面に突き当てられる。この状態では、通路溝５１ａが弁体９によって閉じられる。したがって、高圧室２８内の粘性流体は、弁体９の外周面と収容孔２１の内周面との僅かな隙間を通って低圧室２７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、ピストン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
【００２９】
ヒンジ軸３は、初期回動位置から矢印Ｘ方向へ９０°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２０°）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。
【００３０】
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２１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５４の一側部５４ａが内係止面２５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３３ａ，５５ａ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。ピストン５が解除位置に達すると、前述したように、外係止面５４の一側部５４ａが内係止面２５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によりピストン５を介して矢印Ｘヒンジ方向へ回動させられる。
【００３１】
ここで、コイルばね６の回動付勢力は、図１３に示すように、ヒンジ軸３が初期回動位置から９０°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９０°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５５ｂがヒンジ軸３の当接面３３ｂ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。したがって、ヒンジ軸３は、初期回動位置から９０°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。ピストン５及びヒンジ軸３がコイルばね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５７が内係止面２５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。
【００３２】
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２２側へも移動できなくなっている。つまり、ピストン５は、自立角度範囲内に位置しているときには、収容孔２１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置側へ向かう方向（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３３ａがピストン５のカム面５５ａを収容孔２１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２１の軸線方向へ移動不能になっているので、ピストン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。
【００３３】
次に、上記構成のヒンジの作用を図７〜図１３に基づいて説明する。なお、図７〜図９及び図１１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及びピストン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１１の矢印Ｘ方向が図１の矢印Ｘ方向と逆になっているが、両矢印Ｘ方向は実際には同一方向である。
【００３４】
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及び図１１に示すように外係止面５４の一側部５４ａが内係止面２５に突き当たっているので、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に伝達されることがない。したがって、コイルばね６の回動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。
【００３５】
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３３ａ，５５ａ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４５°回動位置を経て図９に示す９０°離れた位置（実際には９０°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。
【００３６】
便座閉位置から９０°回動し、それに伴ってピストン５が解除位置に達すると、ピストン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及び便座をピストン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５７が内係止面２５に突き当たる。その結果、便座が開位置に停止し、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。
【００３７】
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、まず便座をコイルばね６の回動付勢力に抗して開位置から９０°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２６，５８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２１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９０°の位置までは便座を高速で閉回動させることができる。
【００３８】
便座が９０°の位置に達すると、外係止面５４の他側部５４ｂが内係止面２５に突き当たるため、ピスト５が回動不能になる。したがって、便座を９０°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３３ａ，５５ａによりってコイルばね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５４ａも内係止面２５に突き当たるようになる。この状態では、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９０°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イルばね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っている。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って停止する。そして、閉状態を維持する。便座が９０°の位置を越えて閉位置側へ回動するときには、その回動に伴ってピストン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２７から低圧室２８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。
【００３９】
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おいては、コイルばね６を底部２２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２２側へ向かっ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をコイルばね６によって底部２２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４３ａ及びピストン５のカム面５６とによりピストン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５７を、上記の実施の形態における外係止面５４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３３ａ及びピストン５のカム面５５ａは形成されなくなる。
また、回動規制面５７については、外係止面５４に形成することなく、内係止面２５に形成してもよい。この場合においても、回動規制面５７は、内係止面２５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の移動方回との関係に応じて決定される。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、回動付勢手段を一つ用いているだけであるので、ヒンジ装置の製造費を低減することができるとともに小型化を達成することができ、さらに回動付勢手段の回動付勢力を大きくして便座等の回動部材を確実に自立させることができ、しかも便座等が便器から浮き上がってしまうような事態を未然に防止することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】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】同実施の形態の分解斜視図である。
【図３】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】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】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】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】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】同実施の形態のヒンジ軸が初期回動位置から４５°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】同実施の形態のヒンジ軸が初期回動位置から９０°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１０】同実施の形態のヒンジ軸が初期回動位置とそこから９０°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１１】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１２】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１０と同様の断面図である。
【図１３】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。
【符号の説明】
１　ヒンジ装置
２　ヒンジ本体
３　ヒンジ軸
５　ピストン（可動部材）
６　コイルばね（回動付勢手段；移動手段）
２１　収容孔
２２　底部
２５　内係止面（係止手段）
２６　段差面（第１段差面）
３３ａ　カム面（移動手段）
４３ａ　カム面（移動手段）
５４　外係止面（係止手段）
５５ａ　カム面（移動手段）
５６ａ　カム面（移動手段）
５７　回動規制面
５８　段差面（第２段差面）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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