(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0013】
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は本発明の第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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
「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、通信回線を介して読み取った原稿に係る画像情報を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。
【0017】
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。
【0018】
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)。
【0019】
以下では、
図1から
図10を用いて本発明に係るヒンジの第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9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60、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。
【0020】
下部固定部材110は本発明に係る第一固定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。
【0021】
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。
【0022】
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、本発明の第一回動軸である第一回動ピン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。
【0023】
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。
【0024】
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構成される略筒状の部材である。中間部材20は、天板22及び天板22の左右両側に連結される二枚の側板21で形成される。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、バネ60、ダンパー62等を収容した状態で、後端部が第一回動ピン71を介して下部固定部材110に回動可能に連結される。中間部材20における側板21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。また、側板21の前部には、本発明の第二回動軸である第二回動ピン72を挿通するための貫通孔が左右方向に開口されている。中間部材20における天板22と両側板21には、上部固定部材30の側である上側面の後部に後側切欠き22a、前部に前側切欠き22bが形成されている。後側切欠き22a及び前側切欠き22bは中間部材20の内部と外部とを連通する。
【0025】
第一回動ピン71は本発明に係る「第一固定部材に対して中間部材を回動可能に連結する第一回動軸」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。
【0026】
第一回動ピン71は、中間部材20の側板21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。
【0027】
上部固定部材30は本発明に係る第二固定部材の実施の一形態である。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形成される略筒状の部材である。上部固定部材30は
図6に示す如く、左右に対向して平行に配置される二枚の側板31が、互いの上部において後側連結板32及び前側連結板33で連結されている。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における側板21の前端部に回動可能に連結される。
【0028】
上部固定部材30は原稿圧着板3に固定されている。詳細には、上部固定部材30の側板31の下端部から、左右両側方に固定板34が延出され、
図6に示す如く固定板34には固定孔35が開口されている。この固定孔35に固定ネジ等の固定具を挿通して原稿圧着板3に螺入することにより、上部固定部材30は原稿圧着板3に固定されるのである。これにより、本体2と原稿圧着板3とはヒンジ100により回動可能に連結される。
【0029】
図2から
図6に示す如く、上部固定部材30の側板31には、外周面側(左右の側方)に膨出する側板ビード部36が形成されている。また、
図2から
図9に示す如く、上部固定部材30の後側連結板32には、外周面側(上方)に膨出する後側連結板ビード部37が形成され、前側連結板33には、外周面側(上方)に膨出する前側連結板ビード部38が形成されている。
【0030】
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、
図4及び
図9に示す如く、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。これにより、本体2の原稿読み取り装置に厚みのある本等を載置した場合でも、原稿圧着板3を原稿読み取り装置の読み取り部に対して平行にすることができるため、原稿圧着板3で本等を真下に押さえつけることが可能となる。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。
【0031】
受圧ピン73は本発明に係る受圧部材の実施の一形態である。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の側板31における前下部(第二回動ピン72の下方)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。上述の如く上部固定部材30を中間部材20に対して回動した場合には、
図9に示す如く受圧ピン73が第二スライダ50を押圧し、バネ60を圧縮する。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。
【0032】
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にはバネ60の後端部を収容するバネ受け穴が形成されている。バネ受け穴の底面には、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。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に摺動可能に収容される。
【0033】
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。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にはバネ60の後端部を収容するバネ受け穴が形成されている。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に摺動可能に収容される。
【0034】
本実施形態では、「中間部材20、上部固定部材30、第二スライダ50、第二回動ピン72および受圧ピン73を合わせたもの」を「ウイング部材」として説明する。言い換えれば、ウイング部材は、中間部材20、上部固定部材30、第二スライダ50、第二回動ピン72および受圧ピン73を具備する。
【0035】
本実施形態においては、ウイング部材が第一固定部材に最も近接した状態をウイング部材の「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、ウイング部材が第一固定部材から最も離間した状態をウイング部材の「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の実施の一形態である。バネ60は中間部材20の内部に収容される。
【0037】
バネ60の後端部は第一スライダ40に形成されたバネ受け穴に挿入されてバネ受け穴の底面に当接する。また、バネ60の前端部は第二スライダ50に形成されたバネ受け穴に挿入されてバネ受け穴の底面に当接する。
【0038】
バネ60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バネ60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の長手方向のうちカム部材160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は下部固定部材110に固定されており、
図10に示す如く金属製の板状部材を折り曲げて形成された部材である。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】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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7から
図9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、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。
【0046】
カム部材160を下部固定部材110に取付け、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。
【0047】
その結果として、バネ60に生じる弾性力により、中間部材20(ひいては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。
【0048】
本実施形態に係るヒンジ100においては、
図2、
図3、
図6、
図7、及び
図8に示す如く、上部固定部材30が中間部材20に近接した際(上部固定部材30が中間部材20に対して回動していない状態であり、
図2及び
図5から
図7に示す状態)に、後側切欠き22aに後側連結板32が収容され、前側切欠き22bに前側連結板33が収容される構成としている。これにより、
図2及び
図5から
図7に示す如く、中間部材20の天板22と、上部固定部材30の後側連結板32及び前側連結板33とが略同一平面上に位置するように構成される。
【0049】
上記の如く、本実施形態に係るヒンジ100によれば、中間部材20の天板22が配置される上下位置に、上部固定部材30の後側連結板32及び前側連結板33を配置することができるため、ヒンジ100の上下幅を小さくすることができ、ヒンジ100をコンパクト化することが可能となる。
【0050】
また、本実施形態に係るヒンジ100において、上部固定部材30の側板31には側板ビード部36が形成され、後側連結板32には後側連結板ビード部37が形成され、前側連結板33には前側連結板ビード部38が形成されている。これにより、側板31を二枚の連結板32・33で連結する構成であっても、上部固定部材30の強度が低下することを防止している。
【0051】
また、本実施形態に係るヒンジ100において、側板ビード部36は後側連結板ビード部37及び前側連結板ビード部38と連結されている。これにより、上部固定部材30において応力が集中して強度が低下しやすい、側板31と二枚の連結板32・33との接続部を補強し、接続部において強度が低下することを防止している。
【0052】
なお、本実施形態に係るヒンジ100においては、中間部材20に形成した二個の切欠き22a・22bに、上部固定部材30が備える二枚の連結板32・33を収容する構成としたが、切欠き及び連結板の個数はこれに限定されるものではない。即ち、切欠き及び連結板を各一個ずつとして構成することも、三個以上として構成することも可能である。