(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記バネ部材の周囲で前記第一スライド部材と前記第二スライド部材との間に介挿され、前記第一スライド部材と前記第二スライド部材の何れか一方を前記カム部材に接近する方向に付勢することにより前記カム部材におけるカム部に当接させると同時に、前記第一スライド部材と前記第二スライド部材の何れか他方を前記受圧部材に接近する方向に付勢することにより前記受圧部材に当接させる、複数の副バネ部材を備え、
前記第二スライド部材における前記第一スライド部材側の面には、前記孔部の周囲に形成されて前記副バネ部材の一端部が挿入される複数の副孔部が形成され、
前記挿入孔部は、前記孔部と前記副孔部との前記回動軸の軸方向における隙間に複数個が形成され、
前記第一スライド部材における前記第二スライド部材と対向する面には、前記第二スライド部材の側に突出する複数の前記突起部が形成され、
前記第二ウイング部材を前記第一ウイング部材に対して閉状態とした際に、複数の前記突起部が前記第二スライド部材の前記複数の挿入孔部にそれぞれ挿入され、
前記第二ウイング部材を前記第一ウイング部材に対して開状態とした際に、複数の前記突起部と前記カバー部の先端部とが重なる、請求項1に記載のヒンジ。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下では
図1を用いて事務機器の実施の一形態である複合機1について説明する。
複合機1は本体2および原稿圧着板3を具備する。本実施形態において、複合機1は本発明の一実施形態に係るヒンジ100を具備する構成とするが、複合機1が後述する他の実施形態に係るヒンジを具備する構成とすることも可能である。
【0015】
本体2は本発明に係る第一連結対象物の実施の一形態である。
本体2は原稿読み取り装置、制御装置、印刷装置、表示装置および入力装置を具備する。
原稿読み取り装置は本体2の上面に配置される。原稿読み取り装置は本体2の上面に載置された原稿を読み取る(原稿の画像情報を生成する)。
制御装置は複合機1の各部の動作、より詳細には原稿読み取り装置、後述する印刷装置および後述するADFの動作を制御する。
また、制御装置は原稿読み取り装置が生成した画像情報および本体2に接続された回線(インターネット回線等)を通じて取得した画像情報を記憶することが可能である。
印刷装置は原稿読み取り装置の下方に配置される。印刷装置は制御装置が記憶した画像情報に基づいて所定の用紙に画像を印刷する。
表示装置は例えば液晶パネルからなり、複合機1の動作状況等に係る情報を表示する。
入力装置は例えばボタン、スイッチ等からなり、作業者が複合機1に対する指示等を入力する際に操作する。表示装置および入力装置は本体2の上面前部に配置される。
【0016】
原稿圧着板3は本発明に係る第二連結対象物の実施の一形態である。
原稿圧着板3は原稿読み取り装置の上に載置された原稿を原稿読み取り装置に向かって押さえつける(圧着する)ことにより、原稿読み取り装置が原稿を読み取る際に原稿が動く(原稿読み取り装置との相対的な位置が変化する)ことを防止する。
原稿圧着板3は読取前原稿収容トレイ、ADF(Auto Document Feeder)および読取後原稿収容トレイを具備する。
ADFは読取前原稿収容トレイに積層状態で収容された複数枚の原稿を一枚ずつ順に取り出して原稿読み取り装置の上の所定の読取位置に載置する。原稿読み取り装置による原稿の読み取りが終了した後、ADFは読取位置に載置された原稿を読取後原稿収容トレイに搬送する。
【0017】
「事務機器」は、少なくとも原稿を読み取る(原稿の画像情報を取得する)機能を具備する装置を指す。
事務機器の具体例としては、(a)原稿を読み取る機能および読み取った原稿に係る画像情報を他の機器(例えば、パーソナルコンピュータ)に送信する機能を具備するスキャナー、(b)原稿を読み取る機能、読み取った原稿に係る画像情報を通信回線を介して他の機器に送信する機能および他の機器から取得した画像情報をプリントアウトする機能を具備するファクス、(c)原稿を読み取る機能および読み取った原稿に係る画像情報をプリントアウトする機能を具備するコピー機、(d)上記スキャナー、ファクス、およびコピー機としての機能を兼ねる複合機、等が挙げられる。
【0018】
以下で詳述する各実施形態に係るヒンジはいずれも複合機1の本体2に原稿圧着板3を開閉可能(回動可能)に連結する用途に用いられるが、本発明に係るヒンジの用途はこれに限定されない。
すなわち、本発明に係るヒンジは、「二つの部材のうちの一方の部材(第一連結対象物)に他方の部材(第二連結対象物)を開閉可能に連結する用途」に広く適用可能である。
本発明に係るヒンジが適用される他の用途の具体例としては、事務機器の本体にトナーカートリッジを交換するためのハッチ(蓋)を開閉可能に連結する用途、自動車の車体にボンネットを開閉可能に連結する用途、便器に便座を開閉可能に連結する用途、等が挙げられる。
【0019】
以下の説明では、原稿圧着板3が閉じているとき(原稿圧着板3の下面が本体2の上面に当接しているとき)の原稿圧着板3の回動角度θ(より厳密には、本体2に対する原稿圧着板3の回動角度θ)を「0°」とし、原稿圧着板3が開く方向に回動した場合に回動角度θが増加する(回動角度θが正になる)ように原稿圧着板3の回動角度θを定義する(
図1参照)。
【0020】
以下では、
図1から
図10を用いて本発明に係るヒンジの一実施形態であるヒンジ100について説明する。
図1に示す如く、ヒンジ100は複合機1の本体2に原稿圧着板3を回動可能に連結する。
図2から
図8に示す如く、ヒンジ100は下部固定部材110、中間部材20、第一回動ピン71、一対の軸受け74、上部固定部材30、第二回動ピン72、受圧ピン73、第一スライダ40、第二スライダ50、バネ部材60、図示しない副バネ部材、ダンパー62、およびカム部材160を具備する。
以下では便宜上、原稿圧着板3が本体2に対して閉じているとき(回動角度θ=0°のとき)の複合機1の上下方向、前後方向および左右方向を基準として(原稿圧着板3が本体2に対して閉じているときの複合機1の上下方向、前後方向および左右方向をそれぞれヒンジ100の上下方向、前後方向および左右方向に対応させて)ヒンジ100を構成する各部材の形状を説明する。
【0021】
下部固定部材110は本発明に係る第一ウイング部材の実施の一形態である。下部固定部材110は複合機1の本体2に固定される。
本実施形態の下部固定部材110は一枚の金属板を適宜折り曲げることにより成形される。下部固定部材110は底板111、左右の側板112・112、および背板113を具備する。
【0022】
底板111は下部固定部材110の下部を成す板状の部材である。底板111は上下一対の板面を有する。底板111の形状は平面視で前後方向にやや長い概ね長方形である。
【0023】
側板112は下部固定部材110における左右それぞれの側部を成す板状の部材である。側板112は側面視で概ね前下がりの階段の如き形状を有する。側板112の下端部は底板111の端部に繋がっている(一枚の金属板を直角に折り曲げることにより、底板111および側板112・112が形成される)。側板112の後上端部には、第一回動ピン71を挿通するための貫通孔が開口される。貫通孔の下方には固定孔112bが開口される。固定孔112bの後方にはカム部材160を係止するための円筒状の係止部112aが内側(底板111の側)に向かって突出されている。
【0024】
背板113は下部固定部材110の後部を成す板状の部材である。背板113は前後一対の板面を有する。背板113の形状は正面視で左右方向にやや長い概ね長方形である。
背板113の下端部は底板111の後端部に繋がっている(一枚の金属板を直角に折り曲げることにより、底板111および背板113が形成される)。
背板113の左右の端部には側方に突出する図示しない突起部が形成され、この突起部が側板112に貫装されることにより、下部固定部材110は強固な構造体を成す。
【0025】
中間部材20は一枚の金属板を適宜折り曲げることにより、天板及び二枚の側板で形成される略筒状の部材である。中間部材20は、後述する如く第一スライダ40、第二スライダ50、大径のバネ部材60、図示しない4本の小径の副バネ部材、ダンパー62等を収容した状態で、第一回動ピン71を介して下部固定部材110に回動可能に支持される。中間部材20の後部には、第一回動ピン71を挿通するための貫通孔が左右方向に開口されている。
【0026】
第一回動ピン71は本発明に係る「第一ウイング部材に対する第二ウイング部材の回動軸(第二ウイング部材を第一ウイング部材に回動可能に連結する回動軸)」の実施の一形態であり、概ね円柱形状の部材である。
軸受け74は概ねリング状(薄い円筒形状)の部材であり、第一回動ピン71を下部固定部材110の側板112に開口された貫通孔に回転可能に軸支する。
【0027】
第一回動ピン71は、中間部材20に形成された貫通孔及び下部固定部材110の側板112に嵌装された軸受け74の貫通孔に挿通される。そして、中間部材20は第一回動ピン71を介して下部固定部材110に回動可能に連結される。
なお、図示せぬEリングが第一回動ピン71の外周面の両端部に嵌装されることにより、第一回動ピン71は中間部材20および下部固定部材110から脱落しない。
【0028】
上部固定部材30は一枚の金属板を適宜折り曲げることにより、天板及び二枚の側板で形成される略筒状の部材である。上部固定部材30は後述する如く第二回動ピン72を介して中間部材20に回動可能に支持される。また、上部固定部材30は原稿圧着板3に固定されている。上部固定部材30の上面には調節ねじ31が螺入されており、調節ねじ31を螺入する長さを調節することにより、上部固定部材30の中間部材20に対する位置を調節することができる。
【0029】
第二回動ピン72は上部固定部材30を中間部材20に回動可能に連結する回動軸を成す部材である。第二回動ピン72は一対の端面および外周面を有する概ね円柱形状の部材であり、上部固定部材30及び中間部材20の前部に挿通される。その結果、上部固定部材30は第二回動ピン72を介して中間部材20に回動可能に連結される。なお、図示せぬEリングが第二回動ピン72の外周面の両端部に形成されたリング状の溝に嵌装されることにより、第二回動ピン72は上部固定部材30および中間部材20から脱落しない。
【0030】
受圧ピン73は一対の端面および外周面を有する概ね円柱形状の部材であり、受圧ピン73の外周面の両端部(一対の端面の近傍となる部分)には、受圧ピン73の周方向に沿ってリング状の溝が形成される。受圧ピン73を上部固定部材30に貫装することにより、受圧ピン73は上部固定部材30に軸支される。なお、図示せぬEリングが受圧ピン73の外周面の両端部に形成されたリング状の溝に嵌装されることにより、受圧ピン73は上部固定部材30から脱落しない。
【0031】
第一スライダ40は本発明に係る第一スライド部材の実施の一形態である。本実施形態の第一スライダ40は樹脂材料からなる。
第一スライダ40は後面の下半部で後側に突出して形成されるカム当接面41、及び、後面の上半部に形成される回動ピン支持面42を備える。第一スライダ40における第二スライダ50の側の面にはバネ部材60の後端部を収容するバネ受け用の孔部44が形成されている。孔部44の底面には、ダンパー62の先端部62aを押圧する押圧突起部43が第二回動ピン72の側に向かって突出して形成されている。
図8に示す如く、孔部44の周囲には、図示しない副バネ部材の後端部を収容するバネ受け用の副孔部45・45・・・が四個形成されている。第一スライダ40は中間部材20の内部における後部で前後方向(カム部材160に接近する方向およびカム部材160から離間する方向)に摺動可能に収容される。
図8に示す如く、第一スライダ40における第二スライダ50と対向する面には、第二スライダ50の側に突出する二個の突起部46・46が形成されている。
【0032】
第二スライダ50は本発明に係る第二スライド部材の実施の一形態である。本実施形態の第二スライダ50は樹脂材料からなる。
第二スライダ50はカバー部51を具備する部材である。本実施形態の第二スライダ50は樹脂材料からなる。カバー部51は第一スライダ40又は第二スライダ50からグリスが下方に垂れることを防止している。
第二スライダ50における第一スライダ40の側の面にはバネ部材60の前端部を収容するバネ受け用の孔部52が形成されている。
図8に示す如く、孔部52の周囲には、図示しない副バネ部材の前端部を収容するバネ受け用の副孔部53・53・・・が四個形成されている。また、
図8に示す如く、孔部52における第一回動ピン71の軸方向(左右方向)近傍には、挿入孔部54・54が第一回動ピン71の軸方向視で孔部52と重なるように形成されている。換言すれば、挿入孔部54・54は孔部52と、前側の幅孔部53・53とを並べた隙間(孔部52と副孔部53・53との第一回動ピン71の軸方向における隙間)に形成されている。
【0033】
カバー部51は板状の部分であり、カバー部51の前端部は第二スライダ50の後端部かつ下端部となる部分に繋がっている。第二スライダ50は中間部材20の内部における前部で前後方向(カム部材160に接近する方向およびカム部材160から離間する方向)に摺動可能に収容される。
【0034】
本実施形態では、「中間部材20及び上部固定部材30を合わせたもの」が本発明に係る第二ウイング部材の実施の一形態に相当する。言い換えれば、本発明に係る第二ウイング部材の実施の一形態は、中間部材20及び上部固定部材30を具備する。そして、上部固定部材30が原稿圧着板3に固定されることにより、第二ウイング部材は第二連結対象物に固定される。
【0035】
本実施形態においては、第二ウイング部材が第一ウイング部材に最も近接した状態を第二ウイング部材の「閉状態」(原稿圧着板3が本体2に対して閉じている状態(回動角度θ=0°))とし、第二ウイング部材が第一ウイング部材から最も離間した状態を第二ウイング部材の「開状態」(原稿圧着板3が本体2に対して開いている状態(回動角度θ=90°))とする。
【0036】
バネ部材60は金属製の巻きバネ(圧縮バネ)であり、本発明に係る付勢部材を構成する一形態である。バネ部材60は中間部材20の内部に収容される。図示しない副バネ部材はバネ部材60よりも小径に形成された金属製の巻きバネ(圧縮バネ)であり、バネ部材60の周囲に配設されることによりバネ部材60の付勢力を補助する。即ち、副バネ部材は本発明に係る付勢部材を補助的に構成する一形態である。本実施形態において副バネ部材は四本配設されている。
【0037】
バネ部材60の後端部は第一スライダ40に形成された孔部44に挿入される。また、バネ部材60の前端部は第二スライダ50に形成された孔部52に挿入される。副バネ部材の後端部は第一スライダ40に形成された副孔部45・45・・・に挿入される。また、副バネ部材の前端部は第二スライダ50に形成された副孔部53・53・・・に挿入される。即ち、バネ部材60及び副バネ部材は第一スライダ40と第二スライダ50との間に介挿される(
図8を参照)。
【0038】
バネ部材60及び副バネ部材からなる付勢部材が発生する付勢力、すなわち、圧縮される方向に弾性変形した付勢部材が元の形状(外力が作用していないときの形状)に戻ろうとする力(弾性力)により、第一スライダ40は中間部材20の長手方向のうち第一回動ピン71に接近する方向に付勢され、第二スライダ50は中間部材20の長手方向のうち受圧ピン73に接近する方向に付勢される。
【0039】
第二スライダ50に形成されたバネ受け穴には、ダンパー62が収容されている。ダンパー62は、その先端部62aが第一回動ピン71の側に突出するように配設されている。ダンパー62は、第一スライダ40のバネ受け穴に形成された押圧突起部43によって先端部62aが押圧力を受けたときに反力を発生させる。このため、当該反力により第一スライダ40が移動する速度が小さくなり、ダンパー62による緩衝効果が発生する。ダンパー62は一般的な流体ダンパーであり、ダンパー62の本体部は第二スライダ50の内部における所定の位置に固定される。
【0040】
カム部材160は本発明に係るカム部材の実施の一形態である。
カム部材160は
図9及び
図10に示す如く、金属製の板状部材16を折り曲げて形成された部材であり、下部固定部材110に固定される。カム部材160は、固定部として板状の上側固定部161・161と、板状の下側固定部162・162とを備える。そして、それぞれの上側固定部161・161及び下側固定部162・162の間に配設される曲板部163を備えて構成される。
【0041】
カム部材160を形成する際は、
図10に示す如く、矩形形状の四隅に上側固定部161・161及び下側固定部162・162が形成されるように板状部材16を切り取る。そして、上側固定部161・161及び下側固定部162・162を板状部材16における同じ側に90度折り曲げ、矩形形状の中央部(
図10における点線斜線部分)を180度屈曲させて曲板部163を形成することにより、
図9に示す如くカム部材160を形成するのである。
【0042】
上側固定部161・161及び下側固定部162・162は、下部固定部材110において第一回動ピン71を支持するそれぞれの側板112・112に着脱可能に係止される。具体的には、それぞれの上側固定部161・161には、内周部が略半円状に形成された第一係止部161a・161aが形成されている。
図5から
図7に示す如く、第一係止部161a・161aの内周形状は第一回動ピン71の外周形状と略同径に形成されている。そして、第一係止部161a・161aを第一回動ピン71に係止することにより、上側固定部161・161が側板112・112に係止されるのである。
【0043】
また、それぞれの下側固定部162・162には、内周部が半円状に、上側固定部161・161よりも小径に形成された第二係止部162a・162aが形成されている。
図5から
図7に示す如く、第二係止部162a・162aの内周形状は側板112・112から突出する係止部112aの外周形状と略同径に形成されている。そして、第二係止部162a・162aを係止部112aに係止することにより、下側固定部162・162が側板112・112に係止されるのである。
【0044】
上記の如く、第一係止部161a・161a及び第二係止部162a・162aはそれぞれ、略半円状に形成されている。そして、第一係止部161a・161a及び第二係止部162a・162aを第一回動ピン71及び係止部112aに係止する構成であるため、カム部材160は下部固定部材110に対して容易に着脱することができる。
【0045】
本実施形態においては、カム部材160を下部固定部材110に取付けた状態において、下側固定部162における側板112の固定孔112bと同じ位置となるように、固定孔162bが開口されている。そして、固定孔112bと固定孔162bとに図示しないボルト等の固定具を挿通し、ナット等で締結することにより、カム部材160を下部固定部材110に対して堅固に固定することができる。
【0046】
カム部材160を下部固定部材110に対して取付けた際には、
図5から
図7に示す如く、曲板部163は前方(本実施形態における第二回動ピン72の側)に向かうように配設される。換言すれば、曲板部163は、第二ウイング部材が閉状態である際の第一スライダ40部材の側が凸形状となるように、第一回動ピン71と平行な軸回りに屈曲されているのである。
【0047】
カム部材160を下部固定部材110に取付け、第二ウイング部材を閉状態とした際には、第一スライダ40のカム当接面41はカム部材160の曲板部163に当接するとともに、第二スライダ50が受圧ピン73の外周面に当接する。そして、
図5及び
図8中の破線L1・L1に示す如く、第一スライダ40の突起部46・46は第二スライダ50の挿入孔部54・54にそれぞれ挿入される。
【0048】
その結果として、付勢部材に生じる弾性力により、中間部材20(ひいては本発明に係る第二ウイング部材の実施の一形態)は下部固定部材110に対して開く方向(本実施形態では、右側面視で反時計回りとなる方向)に回動するように付勢され、上部固定部材30は中間部材20に対して閉じる方向(本実施形態では、右側面視で反時計回りとなる方向)に回動するように付勢される。この際、ダンパー62の先端部62aは第一スライダ40の押圧突起部43によって押圧され、本体部の側に押し込まれる。
【0049】
本実施形態では、複合機1の本体2に対する原稿圧着板3の回動角度θが0°からφ°までの範囲にあるとき(0°≦θ≦φ°のとき)、上部固定部材30に固定された原稿圧着板3の自重に起因してヒンジ100を閉じようとする回転力(中間部材20を下部固定部材110に対して右側面視で時計回りに回動させようとする回転力)と、バネ部材60の付勢力に起因してヒンジ100を開こうとする回転力(中間部材20を下部固定部材110に対して右側面視で反時計回りに回動させようとする回転力)と、が概ね平衡するように、第一スライダ40のカム当接面41の形状等が予め定められる。
このように構成することにより、複合機1の本体2に対する原稿圧着板3の回動角度θが0°からφ°までの範囲において作業者が原稿圧着板3から手を離した場合には、回動角度θが保持される。
【0050】
また、本実施形態では、複合機1の本体2に対する原稿圧着板3の回動角度θがφ°から90°までの範囲にあるとき(φ°<θ≦90°のとき)、第一スライダ40の回動ピン支持面42が第一回動ピン71の外周面に当接し、第一スライダ40がカム部材160に接近する方向に移動することが規制されるとともに、第一スライダ40のカム当接面41がカム部材160の曲板部163から離間する。
本実施形態の第一回動ピン71の軸線方向に垂直な面における断面形状は円形であるため、複合機1の本体2に対する原稿圧着板3の回動角度θがφ°から90°までの範囲で変化しても、(厳密には中間部材20に対する上部固定部材30の回動角度が変化しない限りにおいて)中間部材20に対する第一スライダ40の位置、ひいては付勢部材の全長(付勢部材が発生する付勢力)は変化しない。
【0051】
従って、複合機1の本体2に対する原稿圧着板3の回動角度θがφ°から90°までの範囲にあるときには、(厳密にはバネ部材60の付勢力に起因して第一スライダ40の回動ピン支持面42と第一回動ピン71の外周面との当接部分には摩擦力が作用するが)実質的にはバネ部材60の付勢力が第一スライダ40を介してカム部材160に作用しなくなり、ひいてはバネ部材60の付勢力に起因してヒンジ100を開こうとする回転力(中間部材20を下部固定部材110に対して右側面視で反時計回りに回動させようとする回転力)がヒンジ100に作用しなくなる。なお、φの値は後述するカム部材160によるバネ部材60の付勢力の調整の結果、多少変動する場合がある。そして、第二ウイング部材を開状態とした際(原稿圧着板3の回動角度θが90°のとき)には、
図7に示す如く、第一スライダ40の突起部46・46と第二スライダ50のカバー部51の先端部とが重なるように形成されている。
【0052】
本実施形態に係るヒンジ100によれば上記の如く、第二ウイング部材を閉状態とした際には、第一スライダ40の突起部46・46が第二スライダ50の挿入孔部54・54にそれぞれ挿入され、第二ウイング部材を開状態とした際には、第一スライダ40の突起部46・46と第二スライダ50のカバー部51の先端部とが重なるように構成されている。このように構成することで、カバー部51の先端部は常に第一スライダ40よりも外側(第二ウイング部材が閉じる際の回転方向の側)に配置される。これにより、カバー部51が内側(バネ部材60の側)に倒れこみ、カバー部51の先端部と第一スライダ40とが当接することによって異音等が生じることを防止している。
【0053】
そして、本実施形態において、第二スライダ50における挿入孔部54・54は、孔部52における第一回動ピン71の軸方向(左右方向)近傍に、第一回動ピン71の軸方向視で孔部52と重なるように形成されている。即ち、
図5に示す如く、突起部46・46を、第一回動ピン71の軸方向視で孔部52と重複又は近接した部分に挿入することができる。このように、本実施形態によれば、孔部52と挿入孔部54・54とを前後に重ねずに第一回動ピン71の軸方向にずらして形成しているため、孔部と挿入孔部とを前後に形成する構成と比較して、カバー部51が形成される第二スライダ50の前後幅をコンパクト化することができる。つまり、第二スライダ50及び他の構成部品のサイズを小さくすることができるため、ヒンジ100のコンパクト化及び軽量化が可能となるのである。
【0054】
また、本実施形態においては、副バネ部材がバネ部材60の周囲に配設され、副バネ部材の前端部は第二スライダ50に形成された副孔部53・53・・・に挿入される。そして、ヒンジ100においては、挿入孔部54・54は孔部52と、前側の幅孔部53・53との間に形成されている。このように、挿入孔部54・54は副孔部53・53と重ならない位置に形成されているため、突起部46・46が副バネ部材に干渉することもない。
【0055】
なお、本実施形態においては第一スライダ40に突起部46・46を形成し、第二スライダ50にカバー部51及び挿入孔部54・54を形成する構成としているが、第一スライダ40にカバー部及び挿入孔部、第二スライダに突起部を形成する構成とすることも可能である。この場合、第一スライダ40及び第二スライダ50はそれぞれ、本発明に係る第二スライド部材及び第一スライド部材の実施の一形態となる。即ち、本発明に係る第一スライド部材及び第二スライド部材は、第二ウイング部材の回動軸側からの位置関係を逆にして配設することも可能である。