JP2004116208A

JP2004116208A - Hinge, and image input/output device using the same

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Publication number: JP2004116208A
Application number: JP2002283272A
Authority: JP
Inventors: Toshimitsu Obara; 小原　敏光; Yasushi Utsuki; 宇津木　康; So Ishikawa; 石川　宗
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2022-09-27
Also published as: JP3841211B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hinge which prevents the sudden drop of an opening/closing body in the course of closing, and is miniaturized in form, and to provide an image input/output device using the hinge. <P>SOLUTION: The hinge is formed of a cylindrical case 14, a turning body 11, a wedge body, an elastic member, a sliding surface 147, and a sliding portion 113. The cylindrical case 14 is attached to one of a main body and the opening/closing body of the image input/output device. The turning body 11 equipped with a cam 112 is attached to the other one of the main body and the opening/closing body, and supported in a turnable manner by mutually facing side wall edges of the case 14. The wedge body is reciprocatingly housed in the case 14, and has a slope which makes sliding contact with the cam 112 when the turning body 11 is rotated. The elastic body is housed in the case 14 to energize the wedge body to the turning body 11. The sliding surface 147 is formed on the inner wall of the case 14, on one side of a turning shaft of the turning body 11 closer to the wedge body, and concavely curved conforming to a parallel moving locus of a line segment almost in parallel with the turning shaft. The sliding portion 113 is formed on the turning body 11 and makes sliding contact with the sliding surface 147 when the turning body 11 is rotated. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はヒンジ及びそれを用いた画像入出力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像入出力装置として、プリンタと画像読み取り装置としてのイメージスキャナとを一体化した所謂複合機が知られている。こうした複合機の中には、イメージスキャナを収容するスキャナハウジングを開閉体とし、プリンタを収容するプリンタハウジングを本体として両者をヒンジで揺動自在に連結しているものが知られている。
【０００３】
しかしながら、スキャナハウジングとプリンタハウジングとを揺動自在に連結した複合機の場合、イメージスキャナを収容するためスキャナハウジングの重量が重く、スキャナハウジングが自重により急激に閉方向に落下して手を挟むなどの事故が起きる危険性がある。このため、従来は制動機構を備えるヒンジを用いてスキャナハウジングとプリンタハウジングとを連結している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
図９は従来のヒンジ５を示す図である。ヒンジ５では、固定側ヒンジ体５２の上端縁が軸孔中心を円弧中心とする凸円弧縁として形成され、凸円弧縁の円周方向に小さい突子５３が設けられている。また、可動側ヒンジ体５４には軸孔中心を円弧中心とする凹円弧面が形成され、その凹円弧面に隆起段部５５が形成されている。ヒンジ５によると、可動側ヒンジ体５４を閉じる途上で隆起段部５５が突子５３の上に乗り上がるため、隆起段部５５と突子５３との間に所定の摩擦力を生じさせることができる。ヒンジ５はその摩擦力を利用して開閉体の閉じ回動を制動している。従ってヒンジ５によると、重い開閉体の閉じ過程での急激な落下を防止できる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−９８８３９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ヒンジ５では、突子５３と隆起段部５５とを摺接させるため、図９に示すように可動側ヒンジ体５４に固定側ヒンジ体５２の上端縁を覆う部分５１を設ける必要がある。更に、外周縁を覆う部分５１は突子５３から強い力を受けるため、強度を持たせるよう大きくしなければならない。このためヒンジ５では、その分、形状が大きくなるという問題がある。
【０００７】
また、ヒンジ５では、開閉体が更に重くなる場合、形状をより大きくしなければならないという問題がある。具体的には、開閉体が更に重くなればより大きな摩擦力が必要になる。ヒンジ５では、ヒンジの大きさを変えずに摩擦力だけを大きくしようとすると突子５３の摩耗による劣化が早くなる。このため、より重い開閉体を制動するには、摩擦力の大きさを変えることなくより大きな開方向のモーメントが得られるよう突子５３と軸孔中心との距離を長くする必要がある。従って形状を大きくしなければならない。ここで開方向のモーメントとは、プリンタハウジングからスキャナハウジングを離間させる方向に作用する回転力のことをいう。
【０００８】
本発明は、かかる問題に鑑みて創作されたものであって、閉じ過程での開閉体の急激な落下を防止しつつ、形状を小型化できるヒンジ及びそれを用いた画像入出力装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のヒンジは、本体又は開閉体の一方に取り付けられる筒状のケースと、本体又は開閉体の他方に取り付けられ、ケースの互いに向き合う側壁端部に回動自在に支持され、カム部を有する回動体と、ケースに往復移動自在に収容され、回動体が回動するとカム部と摺接する斜面を有するくさび体と、ケースに収容され、くさび体を回動体側に付勢する弾性部材と、ケースの内壁の回動体の回動軸よりくさび体側に形成され、回動軸とほぼ平行な線分の平行移動軌跡に相当する凹に湾曲した摺接面と、回動体に形成され、回動体が回動すると摺接面と摺接する摺接部と、を備える。このヒンジによると、弾性部材によりくさび体を回動体側へ付勢することで開閉体に開方向のモーメントを作用させる他、摺接部が摺接面に摺接することで生じる摩擦力により、開閉体の閉じ回動時に閉方向のモーメントに抗する開方向のモーメントを作用させることができる。これにより開閉体の閉方向への急激な落下を防止できる。更に、このヒンジではケース内部において摺接部と摺接面とが摺接して制動に必要な摩擦力を生じているため、摩擦力を生じるために回動体にケースの開口部側上端縁を覆う部分を設ける必要がない。よってこのヒンジによると、その分、小型化できる。
【００１０】
請求項２に記載のヒンジの摺接部は、カム部の先端部近傍に形成されていることを特徴とする。摺接部をカム部の先端部近傍に形成すると、摺接部と回動体の回動軸との距離を長くできる。距離を長くすると同じ摩擦力で開閉体の開方向のモーメントを増大させることができる。従って、摺接部と回動軸との距離が短いヒンジに比べてより重量の重い開閉体を制動できる。逆にいえば、摺接部と回動軸との距離が短いヒンジに比べて小型のヒンジで同じ重量の開閉体を制動できる。よってこのヒンジによると、形状を更に小型化できる。
【００１１】
請求項３に記載のヒンジのくさび体は、ケースに圧入されていることを特徴とする。このヒンジによると、開閉体を閉じるとき、くさび体とケースとの間に生じる摩擦力がカム部を介して回動体に開方向のモーメントを与え、それにより開閉体の閉方向への急激な落下を更に防止できる。
【００１２】
請求項４に記載のヒンジの摺接面と摺接部とは、開閉体が全閉姿勢のとき又は全開姿勢のとき圧接しないことを特徴とする。このヒンジによると、全閉姿勢のとき及び全開姿勢のときは摺接部が圧接されず弾性変形しないため、摺接部の無用な劣化を防止できる。
【００１３】
請求項５に記載のヒンジは、摺接部と摺接面との間に生じる摩擦力が回動体の回動角度に応じて変動するように回動軸から摺接面上の任意の点までの距離が変動していることを特徴とする。このヒンジによると、開閉体の角度に応じて摩擦力を変動させることができる。
【００１４】
請求項６に記載の画像入出力装置は、印刷手段を収容しているプリンタハウジングと、前記プリンタハウジングの上部に載置され画像読み取り手段を収容しているスキャナハウジングと、前記プリンタハウジングに前記スキャナハウジングを揺動自在に連結する請求項１〜５のいずれか一項に記載のヒンジと、を備える。この画像入出力装置によると、閉じ過程でのスキャナハウジングの急激な落下を防止しつつ、スキャナハウジングとプリンタハウジングとを小型のヒンジで連結できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図２は、本発明の一実施例によるヒンジ１を用いた画像入出力装置としての複合機４を示す模式図である。複合機４は、画像読み取り手段としての走査部３０と、印刷手段としての印刷部２０とを備えている。走査部３０はイメージスキャナとして画像の読み取り入力機能を実現し、印刷部２０はプリンタとして画像の印刷出力機能を実現する。更に複合機４は、走査部３０で読み取った画像を印刷部２０で印刷することにより電子複写機としての機能も実現する。
【００１６】
開閉体としてのスキャナハウジング３は、走査部３０を収容している。スキャナハウジング３は樹脂等で箱形に形成され、プリンタハウジング２とは反対側に原稿台３９を備え、所謂フラットベッド型のスキャナを構成している。スキャナハウジング３の外部には、原稿台３９の盤面を覆う原稿台カバー３２が揺動可能に装着されている。走査部３０は、キャリッジ３８、光源３４、ミラー３５、レンズ３６、リニアイメージセンサ３７などで構成されている。キャリッジ３８は、原稿台３９の盤面と平行な水平方向に往復移動可能に設けられ、光源３４、ミラー３５及びレンズ３６からなる光学系とリニアイメージセンサ３７とをＡ方向に運搬する。破線で示すように、光学系は光源３４により照射された被写体Ｍの反射光像をミラー３５及びレンズ３６でリニアイメージセンサ３７に結像する。
【００１７】
本体としてのプリンタハウジング２は、印刷部２０を収容している。プリンタハウジング２は樹脂等で箱形に形成され、天板２５側においてスキャナハウジング３を揺動可能に支持している。これによりスキャナハウジング３はプリンタハウジング２の上部に載置される。印刷部２０のキャリッジ２２は水平方向に往復移動可能に設けられ、搭載した複数のカートリッジ２３及び記録ヘッド２４をＢ方向に運搬する。各カートリッジ２３に収容されているインクは記録ヘッド２４により印刷用紙Ｎに滴状に噴射される。印刷部２０の搬送機構２６は、プリンタハウジング２の図示しない給紙口に供給された印刷用紙Ｎを所定の印刷位置まで搬送する。さらに搬送機構２６は、記録ヘッド２４により画像を印刷された印刷用紙Ｎをプリンタハウジング２の図示しない排紙口から排出する。
【００１８】
制御部４０は、ケーブル４１を通じて入力されたリニアイメージセンサ３７の出力信号に基づき被写体像を表す画像データを生成する。さらに制御部４０は、生成した画像データに基づき搬送機構２６及び記録ヘッド２４の作動を制御することで、被写体像を表す画像を印刷用紙Ｎに印刷する。
【００１９】
図３は、本発明の一実施例に係るヒンジ１を複合機４に取り付けた様子を拡大して示す図である。本実施例ではヒンジ１のケース１４を複合機４の本体としてのプリンタハウジング２に取り付け、回動体１１を開閉体としてのスキャナハウジング３に取り付けている。尚、ケース１４をスキャナハウジング３に取り付け、回動体１１をプリンタハウジング２に取り付けてもよい。
【００２０】
図４は、ヒンジ１の構成を説明する図である。ヒンジ１は、回動体１１、くさび体１２、弾性部材としての圧縮コイルばね１３、ケース１４、金属シャフト１５及び金属シャフト１５の抜けを防止するリング部材１６を備える。ケース１４には圧縮コイルばね１３、くさび体１２の順で収容され、それらが収容された後に回動体１１が金属シャフト１５で回動自在にケース１４に連結される。
【００２１】
ケース１４は、ポリアセタールなどを原料として有底筒状に形成され、開口部１４３を有している。ケース１４は図３においてＩ−Ｉ線の断面が概ねロ字型に形成され、４つの側壁部を有している。４つの側壁部の互いに向き合う一対の側壁部１４１及び１４２の開口部１４３側の端部には金属シャフト１５を貫設するための軸孔１４４及び１４５が形成されている。また、図示するようにケース１４の軸孔１４４及び１４５が設けられていない壁部の一方は、回動体１１を取り付けるため開口部から後述する摺接面までが取り除かれている。
【００２２】
くさび体１２は、後述するカム部１１２と摺接する斜面１２１を有し、ケース１４に往復移動自在に収容される。くさび体１２の底面は概ね矩形状であり、くさび体１２は底面の縦横の幅がそれぞれケース１４の側壁部の内壁面間の距離より長く形成されている。従って、くさび体１２は組み付け時にケース１４に圧入され、往復移動時にくさび体１２とケース１４の内壁面との間で摩擦力が生じる。
スキャナハウジング３を閉じる場合、その摩擦力は回動体１１に開方向のモーメントを与える。
【００２３】
図５は、図３におけるＩＩ−ＩＩ線の断面のうち、開口部側の断面を示す断面図である。側壁部１４１及び１４２の回動軸心１５ａより反開口部側には、ケース１４の内側に張り出す段差１４６がそれぞれ設けられ、開口部側を向く段差面１４９が形成されている。段差面１４９は図５に示すように側壁部１４１及び１４２の壁面にほぼ垂直に交差するよう形成されている。
【００２４】
図１は、摺接部と摺接面とを示す断面図である。尚、図１はスキャナハウジング３が全閉姿勢のときのヒンジ１を表している。段差面１４９には図示するように段差１４８が形成されており、段差面１４９のうち段差１４８より右側の所定の高さだけ高くなっている面が摺接面１４７である。摺接面１４７は後述する摺接部１１３に摺接されて所定の摩擦力を生じさせるための面であり、回動軸としての金属シャフト１５の回動軸心１５ａを円弧中心とする略凹円弧状に形成されている。すなわち摺接面１４７は、回動軸心１５ａとほぼ平行な線分の平行移動軌跡に相当する凹に湾曲した面として形成されている。摺接面１４７上の任意の点と回動軸心１５ａとの距離は一定ではなく、その距離は摺接部１１３と摺接面１４７との間に生じる摩擦力が回動体１１の回動角度に応じて変動するよう設定されている。例えば、ある角度のときには摩擦力を小さくするよう距離が短く設定され、別のある角度のときには摩擦力を大きくするよう距離が長く設定されている。これにより角度に応じて摩擦力が変動する。例えば全開姿勢に近い角度のときに摩擦力が小さくなるよう設定すると、小さい閉じ操作力で閉じ操作を開始できる。
【００２５】
回動体１１は、ナイロンなどからなり、スキャナハウジング３の回動基端側に螺設されるＬ字状の取付基板部１１１、回動体１１の系方向に突出するカム部１１２を有し、摺接面１４７に摺接する摺接部１１３及び金属シャフト１５を貫通させる軸受け部１１４が形成されている。回動体１１は金属シャフト１５が軸受け部１１４を貫通することでケース１４の互いに向き合う側壁部１４１及び１４２の端部に回動自在に支持される。尚、回動体１１に端部から円柱状に突出する一対の軸部を設け、その軸部により側壁端部に回動自在に支持されるようにしてもよい。回動体１１には、回動軸心１５ａ方向の端部に、カム部１１２の先端部近傍までカム部１１２に沿って延びる摺接部１１３が形成されている。すなわち摺接部１１３はカム部１１２の先端部近傍に形成されている。摺接部１１３をカム部１１２の先端部近傍に形成すると、カム部１１２の基端側近傍に設ける場合に比べて同じ摩擦力で大きなモーメントを得ることができる。摺接部１１３の先端部は図示するように回動軸心１５ａを円弧中心とする略凸円弧状に形成されている。摺接部１１３は先端から回動軸心１５ａまでの距離が摺接面１４７上の任意の点から回動軸心１５ａまでの距離より長く形成されており、摺接部１１３は摺接面１４７に摺接するとき弾性変形して摺接面１４７上に乗り上がり、所定の摩擦力を生じる。
【００２６】
尚、図１に示す全閉姿勢のとき及び図６に示す全開姿勢のときは、摺接部１１３と摺接面１４７とは圧接せず、摺接部１１３は弾性変形しない。全閉姿勢のとき及び全開姿勢のときに摺接部１１３を摺接面１４７に圧接させないと、摺接部１１３の無用な弾性疲労による劣化を防止できる。
【００２７】
次に、くさび体１２、圧縮コイルばね１３及びカム部１１２の作動について説明する。
図７（Ａ）はスキャナハウジング３が全閉姿勢のときのヒンジ１を示す図であり、図７（Ｂ）は全開姿勢のときのヒンジ１を示す図である。全閉姿勢ではスキャナハウジング３はプリンタハウジング２の上部に載置されて定位する。この状態のとき圧縮コイルばね１３はカム部１１２によって反開口部側に圧縮されている。この状態から図７（Ｂ）に示す全開姿勢になるようスキャナハウジング３を開いていくと、その過程でくさび体１２は圧縮コイルばね１３により回動体１１側へ付勢され、それにより斜面１２１がカム部１１２に摺接し、回動体１１に開方向のモーメントが作用する。従って重いスキャナハウジング３であっても小さい開き操作力で軽快に開くことができる。逆に、スキャナハウジング３を閉じるときは開方向のモーメントは自重あるいは閉じ操作力による閉方向のモーメントに抗する力、すなわち制動力として作用するため、スキャナハウジング３の閉方向の急激な落下を防止できる。
【００２８】
次に、摺接部１１３及び摺接面１４７の作動について説明する。
図８は全閉姿勢と全開姿勢との中間姿勢のときの摺接部１１３と摺接面１４７とを示す断面図である。スキャナハウジング３を全開姿勢から全閉姿勢に、あるいは全閉姿勢から全開姿勢にする過程では、摺接部１１３は図示するように弾性変形して段差１４８または角部１５０を乗り越えて摺接面１４７に乗り上がり、これにより摺接部１１３と摺接面１４７とが摺接する。これにより摺接面１４７と摺接部１１３との間に回転角度に応じた所定の摩擦力が生じる。全開姿勢から全閉姿勢にする場合、生じた摩擦力はスキャナハウジング３の閉方向のモーメントに抗する開方向のモーメントとして作用する。すなわちスキャナハウジング３の閉じ方向への落下に対する制動力として作用する。従って、スキャナハウジング３が所定の重量より重い場合、スキャナハウジング３は落下速度を落してゆっくり閉じる。これによりスキャナハウジング３の自重による急激な落下は防止され、スキャナハウジング３とプリンタハウジング２との間で手を挟むなどの事故を防ぐことができる。また、スキャナハウジング３が所定の重量より軽い場合、全開と全閉との間の任意の角度で停止する。
【００２９】
以上説明した本発明の一実施例に係るヒンジ１は、圧縮コイルばね１３によりくさび体１２を回動体１１側に付勢することでスキャナハウジング３に開方向のモーメントを作用させる他、摺接部１１３を摺接面１４７に摺接させることで生じる摩擦力により、スキャナハウジング３の閉じ回動時に閉方向のモーメントに抗する開方向のモーメントを作用させる。よってヒンジ１によると、スキャナハウジング３の閉方向への急激な落下を防止できる。
【００３０】
更に、ヒンジ１では、ケース１４内部において摺接部１１３と摺接面１４７とが摺接して制動に必要な摩擦力を生じているため、摩擦力を生じるために回動体１１にケース１４の開口部側上端縁を覆う部分を設ける必要がない。よってヒンジ１によると、従来のヒンジ５に比べて回動体１１を小型化できる。従って、ヒンジ１の形状を小型化できる。
【００３１】
更に、ヒンジ１では、摺接部１１３が図１に示すように反開口部側に延びているため、ケース１４や回動体１１の大きさを変えることなく摺接部１１３の長さのみを長くすることできる。このため、ヒンジ１の大きさがヒンジ５と概ね同じ大きさである場合、摺接部１１３と回動軸心１５ａとの距離を、ヒンジ５の軸孔中心と突子５３との距離より長くすることができる。よってヒンジ１によると、ヒンジ１の大きさがヒンジ５と概ね同じ大きさである場合、ヒンジ５より開方向のモーメントを大きくでき、ヒンジ５より重いスキャナハウジング３を制動できる。逆にいえば、小さな形状でヒンジ５と同じ重さのスキャナハウジング３を制動できる。従って、形状を小型化できる。
【００３２】
更に、ヒンジ１によると、くさび体１２とケース１４の内壁面との間に生じる摩擦力により、スキャナハウジング３の閉じ回動時に回動体１１に開方向のモーメントを与えるため、摺接部１１３や圧縮コイルばね１３にかかる負担を緩和できる。よってヒンジ１によると、形状を更に小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るヒンジの全閉姿勢のときの摺接部と摺接面とを示す断面図である。
【図２】本発明の一実施例に係るヒンジを用いた画像入出力装置の模式図である。
【図３】本発明の一実施例に係るヒンジを画像入出力装置に取り付けた様子を拡大して示す図である。
【図４】本発明の一実施例に係るヒンジの構成を説明する図である。
【図５】本発明の一実施例に係るヒンジが備えるケースの側壁端部の断面図である。
【図６】本発明の一実施例に係るヒンジの全開姿勢のときの摺接部と摺接面とを示す断面図である。
【図７】（Ａ）は本発明の一実施例に係るヒンジの全閉姿勢のとき断面図であり、（Ｂ）は全開姿勢のときの断面図である。
【図８】本発明の一実施例に係るヒンジの中間姿勢のときの摺接部と摺接面とを示す断面図である。
【図９】従来のヒンジを示す図である。
【符号の説明】
１　ヒンジ
４　複合機（画像入出力装置）
２　プリンタハウジング（本体）
３　スキャナハウジング（開閉体）
１１　回動体
１２　くさび体
１３　圧縮コイルばね（弾性部材）
１４　ケース
１５ａ　回動軸心（回動軸）
１５　金属シャフト
２０　印刷部（印刷手段）
３０　走査部（画像読み取り手段）
１１２　カム部
１１３　摺接部
１２１　斜面
１４７　摺接面[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a hinge and an image input / output device using the hinge.
[0002]
[Prior art]
As an image input / output device, a so-called multifunction device in which a printer and an image scanner as an image reading device are integrated is known. Among such MFPs, there is known an MFP in which a scanner housing containing an image scanner is used as an opening / closing body, and a printer housing containing a printer is used as a main body and both are swingably connected by a hinge.
[0003]
However, in the case of a multifunction device in which the scanner housing and the printer housing are swingably connected to each other, the weight of the scanner housing is large to accommodate the image scanner. There is a risk of accidents. For this reason, conventionally, a scanner housing and a printer housing are connected using a hinge having a braking mechanism (for example, see Patent Document 1).
[0004]
FIG. 9 is a view showing a conventional hinge 5. In the hinge 5, the upper end edge of the fixed-side hinge body 52 is formed as a convex arc edge centered on the center of the shaft hole, and a small protrusion 53 is provided in the circumferential direction of the convex arc edge. The movable hinge 54 has a concave arc surface centered on the center of the shaft hole, and a raised step 55 is formed on the concave arc surface. According to the hinge 5, the raised step 55 rides on the protrusion 53 while closing the movable side hinge body 54, so that a predetermined frictional force can be generated between the raised step 55 and the protrusion 53. it can. The hinge 5 uses the frictional force to brake the closing rotation of the opening / closing body. Therefore, according to the hinge 5, it is possible to prevent a sudden drop during the closing process of the heavy opening / closing body.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2001-98839 A
[Problems to be solved by the invention]
However, in the hinge 5, in order to bring the projection 53 and the raised step portion 55 into sliding contact with each other, it is necessary to provide a portion 51 for covering the upper end edge of the fixed side hinge body 52 on the movable side hinge body 54 as shown in FIG. . Further, since the portion 51 covering the outer peripheral edge receives a strong force from the projection 53, it must be made large to have strength. For this reason, there is a problem that the shape of the hinge 5 increases accordingly.
[0007]
Further, the hinge 5 has a problem that when the opening / closing body becomes heavier, the shape must be made larger. Specifically, as the opening / closing body becomes heavier, a larger friction force is required. In the hinge 5, if only the frictional force is increased without changing the size of the hinge, deterioration due to wear of the projection 53 is accelerated. Therefore, in order to brake a heavier opening / closing body, it is necessary to increase the distance between the projection 53 and the center of the shaft hole so that a larger moment in the opening direction can be obtained without changing the magnitude of the frictional force. Therefore, the shape must be enlarged. Here, the moment in the opening direction refers to a rotational force acting in a direction to separate the scanner housing from the printer housing.
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and provides a hinge capable of miniaturizing a shape while preventing a sudden drop of an opening / closing body during a closing process, and an image input / output device using the same. The purpose is to:
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The hinge according to claim 1, wherein the cylindrical case is attached to one of the main body or the opening and closing body, and the hinge is attached to the other of the main body or the opening and closing body, and is rotatably supported by mutually facing side wall ends of the case. A wedge body having a slope that is reciprocally accommodated in the case and is slidably contacted with the cam portion when the rotatable body is rotated; and an elasticity that is housed in the case and biases the wedge body toward the rotatable body. A member, an inner wall of the case formed on the wedge body side with respect to the rotation axis of the rotation body, and a concavely curved sliding contact surface corresponding to a parallel movement locus of a line segment substantially parallel to the rotation axis; A sliding contact portion that slides on the sliding contact surface when the rotating body rotates. According to this hinge, the wedge body is urged toward the rotating body by the elastic member, so that a moment in the opening direction is applied to the opening / closing body. An opening moment against the closing moment can be applied when the body is closed and pivoted. This can prevent the opening / closing body from suddenly falling in the closing direction. Further, in this hinge, since the sliding contact portion and the sliding contact surface are in sliding contact with each other inside the case to generate a frictional force necessary for braking, the rotating body covers the upper end edge of the case on the opening side to generate the frictional force. There is no need to provide any parts. Therefore, according to this hinge, the size can be reduced accordingly.
[0010]
The sliding contact portion of the hinge according to claim 2 is formed near the tip of the cam portion. If the sliding contact portion is formed near the tip of the cam portion, the distance between the sliding contact portion and the rotation axis of the rotating body can be increased. When the distance is increased, the moment in the opening direction of the opening / closing body can be increased with the same frictional force. Therefore, it is possible to brake an open / close body that is heavier than a hinge in which the distance between the sliding contact portion and the rotation shaft is short. Conversely, the opening / closing member having the same weight can be braked with a small hinge as compared with a hinge in which the distance between the sliding contact portion and the rotating shaft is short. Therefore, according to this hinge, the shape can be further reduced.
[0011]
The wedge body of the hinge according to claim 3 is characterized in that it is press-fitted into a case. According to this hinge, when the opening / closing body is closed, the frictional force generated between the wedge body and the case gives a moment in the opening direction to the rotating body via the cam portion, whereby the opening / closing body suddenly falls in the closing direction. Can be further prevented.
[0012]
The sliding contact surface and the sliding contact portion of the hinge according to the fourth aspect are not pressed against each other when the opening / closing body is in the fully closed position or the fully opened position. According to this hinge, in the fully closed position and the fully open position, the sliding contact portion is not pressed and elastically deformed, so that unnecessary deterioration of the sliding contact portion can be prevented.
[0013]
The hinge according to claim 5, wherein the frictional force generated between the sliding contact portion and the sliding contact surface varies from the rotating shaft to an arbitrary point on the sliding contact surface such that the frictional force varies according to the rotating angle of the rotating body. Is characterized by a varying distance. According to this hinge, the frictional force can be changed according to the angle of the opening / closing body.
[0014]
7. The image input / output device according to claim 6, wherein the printer housing houses a printing unit, a scanner housing mounted on an upper portion of the printer housing and housing an image reading unit, and the scanner housing mounted on the printer housing. The hinge according to any one of claims 1 to 5, wherein the housing is swingably connected. According to this image input / output device, the scanner housing and the printer housing can be connected by a small hinge while preventing the scanner housing from suddenly dropping during the closing process.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a multifunction peripheral 4 as an image input / output device using the hinge 1 according to one embodiment of the present invention. The multifunction device 4 includes a scanning unit 30 as an image reading unit and a printing unit 20 as a printing unit. The scanning unit 30 implements an image reading input function as an image scanner, and the printing unit 20 implements an image print output function as a printer. Further, the multifunction machine 4 also realizes a function as an electronic copying machine by printing the image read by the scanning unit 30 with the printing unit 20.
[0016]
The scanner housing 3 as an opening / closing body houses the scanning unit 30. The scanner housing 3 is formed in a box shape with resin or the like, and has a document table 39 on the opposite side to the printer housing 2 to constitute a so-called flatbed type scanner. A document table cover 32 that covers the surface of the document table 39 is swingably mounted outside the scanner housing 3. The scanning unit 30 includes a carriage 38, a light source 34, a mirror 35, a lens 36, a linear image sensor 37, and the like. The carriage 38 is provided so as to be able to reciprocate in a horizontal direction parallel to the board surface of the document table 39, and transports an optical system including the light source 34, the mirror 35, and the lens 36, and the linear image sensor 37 in the A direction. As shown by the broken line, the optical system forms a reflected light image of the subject M irradiated by the light source 34 on the linear image sensor 37 by the mirror 35 and the lens 36.
[0017]
The printer housing 2 as a main body houses the printing unit 20. The printer housing 2 is formed in a box shape with resin or the like, and swingably supports the scanner housing 3 on the top plate 25 side. Thereby, the scanner housing 3 is placed on the upper part of the printer housing 2. The carriage 22 of the printing unit 20 is provided so as to be able to reciprocate in the horizontal direction, and transports the plurality of mounted cartridges 23 and the recording head 24 in the B direction. The ink contained in each cartridge 23 is ejected by the recording head 24 onto the printing paper N in a droplet form. The transport mechanism 26 of the printing unit 20 transports the printing paper N supplied to a paper feed port (not shown) of the printer housing 2 to a predetermined printing position. Further, the transport mechanism 26 discharges the printing paper N on which the image has been printed by the recording head 24 from a discharge port (not shown) of the printer housing 2.
[0018]
The control unit 40 generates image data representing a subject image based on the output signal of the linear image sensor 37 input through the cable 41. Further, the control unit 40 controls the operations of the transport mechanism 26 and the recording head 24 based on the generated image data to print an image representing the subject image on the printing paper N.
[0019]
FIG. 3 is an enlarged view showing a state in which the hinge 1 according to one embodiment of the present invention is attached to the multifunction peripheral 4. In this embodiment, the case 14 of the hinge 1 is attached to the printer housing 2 as the main body of the multifunction machine 4, and the rotating body 11 is attached to the scanner housing 3 as the opening and closing body. Incidentally, the case 14 may be attached to the scanner housing 3 and the rotating body 11 may be attached to the printer housing 2.
[0020]
FIG. 4 is a diagram illustrating the configuration of the hinge 1. The hinge 1 includes a rotating body 11, a wedge body 12, a compression coil spring 13 as an elastic member, a case 14, a metal shaft 15, and a ring member 16 for preventing the metal shaft 15 from coming off. The compression coil spring 13 and the wedge body 12 are housed in the case 14 in this order, and after the housing, the rotating body 11 is rotatably connected to the case 14 by the metal shaft 15.
[0021]
The case 14 is formed in a cylindrical shape with a bottom using polyacetal or the like as a raw material, and has an opening 143. The case 14 has a substantially rectangular cross section taken along line II in FIG. 3 and has four side walls. Shaft holes 144 and 145 for penetrating the metal shaft 15 are formed at ends of the pair of side walls 141 and 142 facing each other on the opening 143 side of the four side walls. Further, as shown in the drawing, one of the walls of the case 14 where the shaft holes 144 and 145 are not provided has a portion from an opening to a sliding contact surface described later removed for mounting the rotating body 11.
[0022]
The wedge body 12 has an inclined surface 121 that comes into sliding contact with a cam portion 112 described later, and is housed in the case 14 in a reciprocating manner. The bottom surface of the wedge body 12 is substantially rectangular, and the width of the wedge body 12 in the vertical and horizontal directions is longer than the distance between the inner wall surfaces of the side wall of the case 14. Therefore, the wedge body 12 is pressed into the case 14 at the time of assembly, and a frictional force is generated between the wedge body 12 and the inner wall surface of the case 14 during reciprocation.
When the scanner housing 3 is closed, the frictional force gives the rotating body 11 a moment in the opening direction.
[0023]
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a cross section on the opening side side of the cross section taken along line II-II in FIG. Steps 146 projecting toward the inside of the case 14 are provided on the side of the side walls 141 and 142 opposite to the opening from the rotation axis 15a, and a step surface 149 facing the opening is formed. The step surface 149 is formed so as to substantially perpendicularly intersect the wall surfaces of the side walls 141 and 142 as shown in FIG.
[0024]
FIG. 1 is a sectional view showing a sliding contact portion and a sliding contact surface. FIG. 1 shows the hinge 1 when the scanner housing 3 is in the fully closed position. As shown in the figure, a step 148 is formed on the step surface 149, and a surface of the step surface 149 that is higher than the step 148 by a predetermined height on the right side is a sliding contact surface 147. The sliding contact surface 147 is a surface for generating a predetermined frictional force by sliding contact with a sliding contact portion 113 described later, and is a substantially concave centered on the rotation axis 15a of the metal shaft 15 as a rotation axis. It is formed in an arc shape. That is, the sliding contact surface 147 is formed as a concavely curved surface corresponding to a parallel movement locus of a line segment substantially parallel to the rotation axis 15a. The distance between any point on the sliding contact surface 147 and the rotation axis 15a is not constant, and the distance is determined by the frictional force generated between the sliding contact portion 113 and the sliding contact surface 147. It is set to fluctuate according to. For example, at a certain angle, the distance is set short so as to reduce the frictional force, and at another certain angle, the distance is set long so as to increase the frictional force. Thereby, the frictional force varies according to the angle. For example, if the frictional force is set to be small at an angle close to the fully open position, the closing operation can be started with a small closing operation force.
[0025]
The rotating body 11 is made of nylon or the like, and has an L-shaped mounting substrate 111 that is screwed to the rotating base end side of the scanner housing 3 and a cam portion 112 that projects in the system direction of the rotating body 11. A sliding portion 113 that slides on the contact surface 147 and a bearing portion 114 that penetrates the metal shaft 15 are formed. The rotating body 11 is rotatably supported by ends of the side walls 141 and 142 of the case 14 facing each other when the metal shaft 15 passes through the bearing 114. The rotating body 11 may be provided with a pair of shafts protruding in a cylindrical shape from the ends, and the shafts may be rotatably supported on the side wall end. At the end of the rotating body 11 in the direction of the rotating shaft center 15a, a sliding contact portion 113 extending along the cam portion 112 to near the tip of the cam portion 112 is formed. That is, the sliding contact portion 113 is formed near the tip of the cam portion 112. When the sliding contact portion 113 is formed near the distal end portion of the cam portion 112, a larger moment can be obtained with the same frictional force as compared with the case where it is provided near the base end side of the cam portion 112. As shown in the figure, the tip of the sliding contact portion 113 is formed in a substantially convex arc shape with the rotation axis 15a as the center of the arc. The sliding contact portion 113 is formed such that the distance from the tip to the rotation axis 15a is longer than the distance from an arbitrary point on the sliding contact surface 147 to the rotation axis 15a. When it comes into sliding contact with the sliding surface, it is elastically deformed and rides on the sliding contact surface 147 to generate a predetermined frictional force.
[0026]
In the fully closed position shown in FIG. 1 and the fully opened position shown in FIG. 6, the sliding portion 113 and the sliding surface 147 do not come into pressure contact, and the sliding portion 113 does not elastically deform. If the sliding contact portion 113 is not pressed against the sliding contact surface 147 in the fully closed position and the fully opened position, it is possible to prevent the sliding contact portion 113 from being deteriorated due to unnecessary elastic fatigue.
[0027]
Next, the operation of the wedge body 12, the compression coil spring 13, and the cam portion 112 will be described.
FIG. 7A is a diagram illustrating the hinge 1 when the scanner housing 3 is in the fully closed position, and FIG. 7B is a diagram illustrating the hinge 1 when the scanner housing 3 is in the fully opened position. In the fully closed position, the scanner housing 3 is placed on the upper part of the printer housing 2 and positioned. In this state, the compression coil spring 13 is compressed by the cam 112 to the side opposite to the opening. When the scanner housing 3 is opened from this state to the fully open position shown in FIG. 7 (B), the wedge body 12 is urged toward the rotating body 11 by the compression coil spring 13 in the process, whereby the slope 121 is formed. The sliding member 11 comes into sliding contact with the cam portion 112 and an opening moment acts on the rotating body 11. Therefore, even the heavy scanner housing 3 can be opened lightly with a small opening operation force. Conversely, when the scanner housing 3 is closed, the moment in the opening direction acts as a force opposing the moment in the closing direction due to its own weight or the closing operation force, that is, acts as a braking force. it can.
[0028]
Next, the operation of the sliding contact portion 113 and the sliding contact surface 147 will be described.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the sliding contact portion 113 and the sliding contact surface 147 in an intermediate position between the fully closed position and the fully opened position. In the process of moving the scanner housing 3 from the fully open position to the fully closed position or from the fully closed position to the fully open position, the sliding contact portion 113 is elastically deformed as shown in FIG. As a result, the sliding portion 113 and the sliding surface 147 are in sliding contact with each other. As a result, a predetermined frictional force is generated between the sliding contact surface 147 and the sliding contact portion 113 according to the rotation angle. When changing from the fully open position to the fully closed position, the generated frictional force acts as an open moment against the moment of the scanner housing 3 in the close direction. That is, it acts as a braking force against the scanner housing 3 falling in the closing direction. Therefore, when the scanner housing 3 is heavier than a predetermined weight, the scanner housing 3 slows down and closes slowly. This prevents the scanner housing 3 from suddenly dropping due to its own weight, and can prevent an accident such as pinching a hand between the scanner housing 3 and the printer housing 2. When the scanner housing 3 is lighter than a predetermined weight, the scanner housing 3 stops at an arbitrary angle between the fully open state and the fully closed state.
[0029]
The hinge 1 according to the embodiment of the present invention described above exerts a moment in the opening direction on the scanner housing 3 by urging the wedge body 12 toward the rotating body 11 by the compression coil spring 13, and further includes a sliding contact portion. Due to the frictional force generated by bringing the 113 into sliding contact with the sliding contact surface 147, an opening moment against the closing moment is exerted when the scanner housing 3 rotates. Therefore, according to the hinge 1, it is possible to prevent the scanner housing 3 from dropping sharply in the closing direction.
[0030]
Further, in the hinge 1, the sliding contact portion 113 and the sliding contact surface 147 slide inside the case 14 to generate a frictional force necessary for braking. There is no need to provide a portion that covers the upper edge of the unit. Therefore, according to the hinge 1, the rotating body 11 can be reduced in size as compared with the conventional hinge 5. Therefore, the shape of the hinge 1 can be reduced.
[0031]
Further, in the hinge 1, since the sliding contact portion 113 extends to the side opposite to the opening as shown in FIG. 1, only the length of the sliding contact portion 113 is increased without changing the size of the case 14 and the rotating body 11. You can do it. Therefore, when the size of the hinge 1 is substantially the same as the size of the hinge 5, the distance between the sliding contact portion 113 and the rotation axis 15 a is longer than the distance between the center of the shaft hole of the hinge 5 and the projection 53. can do. Therefore, according to the hinge 1, when the size of the hinge 1 is substantially the same as that of the hinge 5, the moment in the opening direction can be made larger than that of the hinge 5, and the scanner housing 3 heavier than the hinge 5 can be braked. Conversely, the scanner housing 3 having a small shape and the same weight as the hinge 5 can be braked. Therefore, the shape can be reduced.
[0032]
Further, according to the hinge 1, a frictional force generated between the wedge body 12 and the inner wall surface of the case 14 gives a moment in the opening direction to the rotating body 11 when the scanner housing 3 is closed and rotated. The load on the compression coil spring 13 can be reduced. Therefore, according to the hinge 1, the shape can be further reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a sliding contact portion and a sliding contact surface when a hinge is in a fully closed position according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram of an image input / output device using a hinge according to one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an enlarged view showing a state in which a hinge according to one embodiment of the present invention is attached to an image input / output device.
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a hinge according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a side wall end of a case provided in a hinge according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a sliding contact portion and a sliding contact surface when the hinge according to one embodiment of the present invention is in a fully open position.
7A is a cross-sectional view when the hinge according to an embodiment of the present invention is in a fully closed position, and FIG. 7B is a cross-sectional view when the hinge is in a fully open position.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a sliding contact portion and a sliding contact surface when the hinge is in an intermediate posture according to one embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a view showing a conventional hinge.
[Explanation of symbols]
1 hinge 4 MFP (image input / output device)
2 Printer housing (body)
3 Scanner housing (opening / closing body)
11 rotating body 12 wedge body 13 compression coil spring (elastic member)
14 Case 15a Rotation axis (rotation axis)
15 Metal shaft 20 Printing part (printing means)
30 Scanning unit (image reading means)
112 Cam section 113 Sliding section 121 Slope 147 Sliding section

Claims

A cylindrical case attached to one of the main body or the opening and closing body,
A rotating body attached to the other of the main body or the opening and closing body, rotatably supported by end portions of the side walls facing each other of the case, and having a cam portion;
A wedge body that is reciprocally accommodated in the case, and has a slope that slides on the cam portion when the rotating body rotates;
An elastic member housed in the case and biasing the wedge body toward a rotating body;
A sliding contact surface formed on the inner wall of the case closer to the wedge body than the rotation axis of the rotating body and concavely corresponding to a parallel movement locus of a line segment substantially parallel to the rotation axis;
A sliding contact portion formed on the rotating body and slidingly contacting the sliding contact surface when the rotating body rotates;
A hinge comprising:

The hinge according to claim 1, wherein the sliding contact portion is formed near a tip portion of the cam portion.

The hinge according to claim 1, wherein the wedge body is press-fitted into the case.

The hinge according to claim 1, wherein the sliding contact surface and the sliding contact portion are not pressed against each other when the opening / closing body is in a fully closed position or a fully opened position.

The distance from the rotation axis to an arbitrary point on the sliding contact surface varies so that the frictional force generated between the sliding contact portion and the sliding contact surface varies according to the rotation angle of the rotating body. The hinge according to any one of claims 1 to 4, wherein the hinge is provided.

A printer housing containing the printing means;
A scanner housing mounted on top of the printer housing and containing image reading means;
The hinge according to any one of claims 1 to 5, wherein the scanner housing is swingably connected to the printer housing.
An image input / output device comprising: