JP6913933B2

JP6913933B2 - ヒンジ

Info

Publication number: JP6913933B2
Application number: JP2017082399A
Authority: JP
Inventors: 智紀泉
Original assignee: Simotec Co Ltd
Current assignee: Simotec Co Ltd
Priority date: 2017-04-18
Filing date: 2017-04-18
Publication date: 2021-08-04
Anticipated expiration: 2037-04-18
Also published as: JP2018179219A

Description

本発明は、例えば事務機器等の本体部に対して蓋部を回動可能に連結するヒンジに関する。

従来、複写機、ファクシミリ、スキャナー等、オフィスで使用される事務機器の多くは、その本体部の上面に原稿読み取り部（コンタクトガラス）を具備するとともに、当該原稿読み取り部を覆う原稿圧着板を蓋部として具備する。原稿圧着板は、原稿読み取り部に載置された原稿を原稿読み取り部に密着させるとともに原稿読み取り部に対する原稿の位置を保持するものである。このような事務機器の本体部と原稿圧着板とを連結する器具として、ヒンジが用いられる。

上記ヒンジは、ケース部材に回動軸を介して回動部材を軸支し、ケース部材の内部にバネ部材とスライド部材とを収容している。また、スライド部材をバネ部材で付勢し、回動部材に形成されたカム部を押圧している。そして、ケース部材を事務機器の本体部に固定し、回動部材を原稿圧着板に固定することにより、使用者が原稿圧着板を持ち上げる際の力を付与している（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０１１−２８０７８号公報

従来技術に係るヒンジによれば、図１０中のＰ０に示す如く、回動部材がバネ部材の付勢力によりケース部材から離間する回動方向に付与される回動トルクと、回動部材が原稿圧着板の重量によりケース部材に近接する回動方向に付与される重量トルクとが、ケース部材に対する回動部材の角度が比較的小さい段階（閉塞状態に近い角度）で均衡する場合があった。この場合、原稿圧着板はその角度で静止するため、回動部材に大きなトルクが付与された状態が維持されることになる。回動部材に大きなトルクが付与されると、回動部材のカム部及びスライド部材に生じる応力が大きくなるため、このような状態が長時間継続することは各部材の経時変化の原因となっていた。

本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、回動トルクと重量トルクとを、ケース部材に対する回動部材の角度が比較的大きい段階（開放状態に近い角度）で均衡させることにより、原稿圧着板を長時間静止させた場合でも回動部材のカム部及びスライド部材に生じる応力が大きくなることを防止し、各部材の経時変化を抑制できるヒンジを提供することである。

以下では、上記課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、蓋部と、一端側に底部、他端側に開口部が形成されて本体部に固定される筒状のケース部材と、該ケース部材の内部で摺動可能に収容されるスライド部材と、前記ケース部材の開口部で回動軸により回動可能に軸支されて前記蓋部に固定される回動部材と、前記ケース部材の前記底部と前記スライド部材との間に介挿されるバネ部材と、を備え、前記本体部と前記蓋部とを回動可能に連結するヒンジであって、前記回動部材は、前記ケース部材に対して相対的に回動することにより、前記ケース部材に最も近接する閉塞状態と、前記ケース部材から最も離間する開放状態と、前記閉塞状態と前記開放状態との間で、前記ケース部材に対する角度が第一の所定角度となる第一状態と、前記ケース部材に対する角度が前記第一の所定角度よりも大きな第二の所定角度となる第二状態と、を遷移可能に構成され、前記第一の所定角度は、前記開放状態よりも前記閉塞状態に近い角度に設定され、前記第二の所定角度は、前記閉塞状態よりも前記開放状態に近い角度に設定され、前記回動部材における前記スライド部材の側には、前記スライド部材に当接するとともに、前記回動部材の回動によって前記スライド部材に近接離間するカム部が形成され、前記回動部材は、前記バネ部材の付勢力により前記ケース部材から離間する回動方向に回動トルクを付与されるとともに、前記蓋部の重量により前記ケース部材に近接する回動方向に重量トルクが付与され、前記重量トルクは、前記ケース部材に対する前記回動部材の角度の減少に伴って増加し、前記回動部材が前記開放状態に位置する際の前記回動トルクは、前記重量トルクよりも大きく、前記回動部材が前記開放状態から前記第二状態に変位する際の前記回動トルクは、前記ケース部材に対する前記回動部材の角度の減少に伴って減少し、前記回動部材が前記第二状態に位置する際の前記回動トルクは、前記重量トルクよりも小さく、前記回動部材が前記第二状態から前記第一状態に変位する際の前記回動トルクは、前記重量トルクの増加分と同程度増加し、前記回動部材が前記第一状態に位置する際の前記回動トルクは、前記重量トルクよりも小さく、前記回動部材が前記閉塞状態に位置する際の前記回動トルクは、前記回動部材が前記第一状態に位置する際の前記回動トルクよりも小さく、前記回動部材が前記閉塞状態に位置する際の前記回動トルクは、前記重量トルクよりも小さいものである。

請求項２においては、前記回動部材における前記カム部には、他の部分よりも前記スライド部材との摩擦力を高くした高摩擦部が形成され、前記回動部材が前記第一状態から前記閉塞状態に変位する間に前記高摩擦部が前記スライド部材に当接することにより、前記回動部材が前記本体の上面に当接する衝撃を緩和するものである。

請求項３においては、前記回動部材における前記高摩擦部には、他の部分よりも前記スライド部材との摩擦力を高くした高摩擦部材が組み込まれるものである。

請求項４においては、前記回動部材における前記高摩擦部にはシボ加工によって凹凸が形成されるものである。

本発明に係るヒンジは、動トルクと重量トルクとを、ケース部材に対する回動部材の角度が比較的大きい段階（開放状態に近い角度）で均衡させることにより、蓋部材を長時間静止させた場合でも回動部材のカム部及びスライド部材に生じる応力が大きくなることを防止し、各部材の経時変化を抑制できるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係るヒンジを具備する複合機を示す左側面図。閉塞状態のヒンジを示す左側面図。閉塞状態のヒンジを示す正面図。閉塞状態のヒンジを示す断面図（図３におけるＡ−Ａ線断面図）。開放状態のヒンジを示す断面図。第二状態のヒンジを示す断面図。第一状態のヒンジを示す断面図。閉塞状態と第一状態と間におけるヒンジを示す断面図。回動部材に加わるトルクを示した図。従来技術に係るヒンジにおいて回動部材に加わるトルクを示した図。

以下では図１を用いて本発明の一実施形態に係るヒンジ１００を具備する事務機器である複合機１について説明する。
複合機１は本体２及び原稿圧着板３を具備する。本実施形態において、複合機１がヒンジ１００を具備する構成とするが、複合機１とは異なる他の事務機器がヒンジ１００を具備する構成とすることも可能である。

本体２は本発明に係る本体部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（原稿読み取り部）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。

原稿圧着板３は本発明に係る蓋部材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（ＡｕｔｏＤｏｃｕｍｅｎｔＦｅｅｄｅｒ）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。

「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。

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度」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を参照）。また、ヒンジ１００の固定プレート３０とヒンジケース１０とがなす回動角度θも、上記の姿勢に対応して記載する。即ち、原稿圧着板３が閉じているときの固定プレート３０のヒンジケース１０に対する回動角度θを「０度」として記載する。

以下では、図１から図９を用いて本発明の一実施形態に係るヒンジ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。具体的には、本発明に係るケース部材である筒状のヒンジケース１０が複合機１の本体２に固定され、本発明に係る回動部材である固定プレート３０が複合機１の原稿圧着板３に固定されることにより、原稿圧着板３を本体２に対して回動可能に連結する。本実施形態において、ヒンジ１００における各部材には樹脂を射出成型したものが用いられる。

図２から図８に示す如く、ヒンジ１００は、一端側（本実施形態における下側）に底部１０ａ、他端側に開口部が形成されたヒンジケース１０、ヒンジケース１０の開口部で回動軸２５により軸支される固定プレート３０、ヒンジケース１０の内部で摺動可能に収容されるスライド部材４０、ヒンジケース１０の底部１０ａとスライド部材４０との間に介挿されるバネ部材５０等を具備する。

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θ０＝０度のとき、図８を参照）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。

ヒンジケース１０は上側に開口部が形成された筒状部材であり、複合機１の本体２に固定される。ヒンジケース１０の下側には底部１０ａが形成されている。ヒンジケース１０の上部における左右両側には、回動軸２５を支持するための支持板１１・１１が上方に向かって立設されている。

固定プレート３０は回動軸２５によってヒンジケース１０の支持板１１・１１に回動可能に支持されるブロック状の部材である。固定プレート３０の後部には固定プレート３０を左右方向に貫通する固定孔３０ａが形成され、下端部には下方に膨出するカム部３１が形成される。カム部３１は、スライド部材４０のカム当接突起４１に当接するとともに、固定プレート３０の回動によってスライド部材４０に近接離間する。カム部３１には、他の部分よりもスライド部材４０との摩擦力を高くした高摩擦部が形成されている。具体的には図４から図８に示す如く、カム部３１の他の部分よりもスライド部材４０との摩擦力を高くした高摩擦部材３３が固定プレート３０に組み込まれている。固定プレート３０は左右方向に延出された固定部３２が形成され、固定部３２が複合機１の原稿圧着板３に固定される。

固定プレート３０は図２に示す如く、ヒンジケース１０の支持板１１・１１で回動軸２５により軸支されている。具体的には図４から図８に示す如く、回動軸２５を支持板１１・１１及び固定プレート３０の固定孔３０ａにそれぞれ挿通することにより、固定プレート３０がヒンジケース１０に軸支される。

スライド部材４０は、図２から図８に示す如く、ヒンジケース１０の内部で摺動可能に収容される樹脂製部材である。スライド部材４０は下方が開口された有底筒状部材であり、その上面には固定プレート３０の側である上方に突出するカム当接突起４１が形成され、その下面には収容孔部４０ａが形成されている。

ヒンジケース１０の底部１０ａと、スライド部材４０との間には、バネ部材５０が介挿される。具体的には図２から図５に示す如く、バネ部材５０の下端部が底部１０ａの上面に当接され、上端部がスライド部材４０の収容孔部４０ａに収容されて収容孔部４０ａの底面に当接される。

上記の如く、ヒンジケース１０とスライド部材４０との間にバネ部材５０を介挿することで、バネ部材５０の付勢力により、固定プレート３０がヒンジケース１０から離間する回動方向に回動トルクを付与される。具体的には、バネ部材５０からの力がスライド部材４０のカム当接突起４１を介して固定プレート３０のカム部３１に上向き（図４における反時計回りの方向）に伝えられる。これにより、固定プレート３０の前部（固定部３２が形成されている部分）が上方に持ち上がる方向に回動するのである。回動した固定プレート３０は、図５に示す如く後側がヒンジケース１０の規制部１０ｃに当接することにより回動が規制される。本実施形態に係るヒンジ１００においては、回動角度θがθ３＝約５０度（図８を参照）となった際に固定プレート３０の回動が規制されるように構成されている。また、固定プレート３０は、原稿圧着板３の重量により、固定プレート３０がヒンジケース１０に近接する回動方向に重量トルクが付与される。具体的には、原稿圧着板３からの力が固定プレート３０に下向き（図５における時計回りの方向）に伝えられる。固定プレート３０及び原稿圧着板３は、固定プレート３０に付与される回動トルクと重量トルクとが均衡するときは静止し、このときの固定プレート３０のヒンジケース１０に対する角度は保持される。

このように、固定プレート３０は、ヒンジケース１０に対して相対的に回動することにより、ヒンジケース１０に最も近接する閉塞状態（図２、図４及び図９に示す如く、回動角度θ０＝０度の状態）と、ヒンジケース１０から最も離間する開放状態（図５及び図９に示す如く、回動角度θ３＝約５０度の状態）と、を遷移可能に構成されている。また、固定プレート３０は、図７に示す如く回動角度θが第一の所定角度θ１＝約１０度となる第一状態と、図６に示す如く回動角度θが第二の所定角度θ２＝約４０度となる第二状態と、を遷移可能に構成されている。なお、上記の第一状態、第二状態、及び、開放状態における回動角度θ（θ１〜θ３）は、カム部３１の形状等を変更することにより、適宜変更することが可能である。

また、ヒンジ１００においては、スライド部材４０における回動軸２５から遠い側の側面である前側面４０ｂには、前側面４０ｂに対向するヒンジケース１０の前側内周面１０ｂに摺接するリブ４３・４３・・が、固定プレート３０が開放状態に位置する際にヒンジケース１０の内部に位置する部分（図５を参照）に形成されている。

本実施形態に係るヒンジ１００においては図９に示す如く、固定プレート３０が開放状態（回動角度θ＝θ３）に位置する際の回動トルクは重量トルクよりも大きくなるように構成されている。このため、開放状態の固定プレート３０には図５における反時計回り方向にトルクが付与されるが、規制部１０ｃにより回動が規制される。

また、図９に示す如く、固定プレート３０が開放状態から第二状態（回動角度θ＝θ２）に変位する際の回動トルクは、ヒンジケース１０に対する固定プレート３０の角度の減少に伴って減少する。

また、図９に示す如く、固定プレート３０が第二状態に位置する際の回動トルクは重量トルクよりも小さくなるように構成されている。このため、図９中のＰ１に示す如く、固定プレート３０が開放状態から第二状態に変位する際に、回動トルクと重量トルクとが均衡する状態が発生する。

また、図９に示す如く、固定プレート３０が第二状態から第一状態（回動角度θ＝θ１）に変位する際の回動トルクは、重量トルクの増加分と同程度増加する。即ち、固定プレート３０が第一状態に位置する際の回動トルクは重量トルクよりも小さくなる。このため、回動角度θが第二状態における回動角度θ２以下の場合（厳密には、図９中のＰ１よりも回動角度θが小さい場合）は、固定プレート３０には図６及び図７における時計回り方向にトルクが付与されて時計回りに回動する。

また、図９に示す如く、固定プレート３０が第一状態から閉塞状態（θ＝θ０）に変位する際の回動トルクは減少し、固定プレート３０が閉塞状態に位置する際の回動トルクは、重量トルクよりも小さくなる。このため、固定プレート３０には図４における時計回り方向にトルクが付与され、原稿圧着板３は本体２の上面に当接した状態で支持される。

本実施形態に係るヒンジ１００によれば上記の如く、固定プレート３０が開放状態から第二状態に変位する際に、回動トルクと重量トルクとが均衡する状態が発生する（図９中のＰ１を参照）。このように、本実施形態においては回動トルクと重量トルクとが、回動角度θが比較的大きい段階（開放状態に近い角度）で均衡する。これにより、回動角度θが大きな状態で原稿圧着板３を静止させることが可能となるため、固定プレート３０に大きなトルクが付与された状態が維持されることを防止できる。即ち、固定プレート３０のカム部３１及びスライド部材４０に生じる応力が大きくなることを防止し、各部材の経時変化を抑制することができるのである。

また、本実施形態に係るヒンジ１００によれば、固定プレート３０が第一状態から閉塞状態に変位する間に高摩擦部材３３がスライド部材４０のカム当接突起４１に当接する。これにより、図８中の破線矢印Ｆに示す如く、カム当接突起４１から上向きの摩擦力が固定プレート３０に作用するため、図９中のＰ２に示す如く第一状態と閉塞状態との間で回動トルクを部分的に増大させることができる。即ち、固定プレート３０が第一状態から閉塞状態に変位する際に、原稿圧着板３が本体２の上面に当接する衝撃を緩和する（ダンパー効果を得る）ことができるのである。高摩擦部材３３における算術平均粗さはＲａ＝２５〜３５が好ましい。また、本実施形態においては、カム部３１のうち、固定プレート３０の回動角度θが約３度から約８度の間でカム当接突起４１と接触する部分に高摩擦部材３３が配置されている。換言すれば、回動角度θが約３度から約８度の間で、大きな摩擦力が固定プレート３０に作用する構成となっている。

本実施形態においては、固定プレート３０を射出成形する際に、シボ加工によって凹凸が形成された高摩擦部材３３をあらかじめ金型に組み込むことにより、カム部３１に高摩擦部を形成している。本実施形態における高摩擦部材３３のシボ加工は、エッチングによる化学処理やサンドブラスト、研磨処理などの物理処理によって凹凸が施される。高摩擦部材３３としては、シボ加工により凹凸を形成した部材に限定されず、摩擦力の高い別の素材を用いることも可能である。また、固定プレート３０のカム部３１にシボ加工を施すことにより、カム部３１に直接凹凸形状を加工することも可能である。

２本体（本体部）
３原稿圧着板（蓋部）
１０ヒンジケース（ケース部材）
３０固定プレート（回動部材）
３１カム部
４０スライド部材
５０バネ部材
１００ヒンジ

Claims

蓋部と、一端側に底部、他端側に開口部が形成されて本体部に固定される筒状のケース部材と、該ケース部材の内部で摺動可能に収容されるスライド部材と、前記ケース部材の開口部で回動軸により回動可能に軸支されて前記蓋部に固定される回動部材と、前記ケース部材の前記底部と前記スライド部材との間に介挿されるバネ部材と、を備え、前記本体部と前記蓋部とを回動可能に連結するヒンジであって、
前記回動部材は、前記ケース部材に対して相対的に回動することにより、前記ケース部材に最も近接する閉塞状態と、前記ケース部材から最も離間する開放状態と、前記閉塞状態と前記開放状態との間で、前記ケース部材に対する角度が第一の所定角度となる第一状態と、前記ケース部材に対する角度が前記第一の所定角度よりも大きな第二の所定角度となる第二状態と、を遷移可能に構成され、
前記第一の所定角度は、前記開放状態よりも前記閉塞状態に近い角度に設定され、
前記第二の所定角度は、前記閉塞状態よりも前記開放状態に近い角度に設定され、
前記回動部材における前記スライド部材の側には、前記スライド部材に当接するとともに、前記回動部材の回動によって前記スライド部材に近接離間するカム部が形成され、
前記回動部材は、前記バネ部材の付勢力により前記ケース部材から離間する回動方向に回動トルクを付与されるとともに、前記蓋部の重量により前記ケース部材に近接する回動方向に重量トルクが付与され、
前記重量トルクは、前記ケース部材に対する前記回動部材の角度の減少に伴って増加し、
前記回動部材が前記開放状態に位置する際の前記回動トルクは、前記重量トルクよりも大きく、
前記回動部材が前記開放状態から前記第二状態に変位する際の前記回動トルクは、前記ケース部材に対する前記回動部材の角度の減少に伴って減少し、
前記回動部材が前記第二状態に位置する際の前記回動トルクは、前記重量トルクよりも小さく、
前記回動部材が前記第二状態から前記第一状態に変位する際の前記回動トルクは、前記重量トルクの増加分と同程度増加し、
前記回動部材が前記第一状態に位置する際の前記回動トルクは、前記重量トルクよりも小さく、
前記回動部材が前記閉塞状態に位置する際の前記回動トルクは、前記回動部材が前記第一状態に位置する際の前記回動トルクよりも小さく、
前記回動部材が前記閉塞状態に位置する際の前記回動トルクは、前記重量トルクよりも小さい、ヒンジ。
前記回動部材における前記カム部には、他の部分よりも前記スライド部材との摩擦力を高くした高摩擦部が形成され、
前記回動部材が前記第一状態から前記閉塞状態に変位する間に前記高摩擦部が前記スライド部材に当接することにより、前記回動部材が前記本体の上面に当接する衝撃を緩和する、請求項１に記載のヒンジ。
前記回動部材における前記高摩擦部には、他の部分よりも前記スライド部材との摩擦力を高くした高摩擦部材が組み込まれる、請求項２に記載のヒンジ。
前記回動部材における前記高摩擦部にはシボ加工によって凹凸が形成される、請求項２又は請求項３に記載のヒンジ。