JP4101952B2 - ヒンジ機構 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、蓋や扉等の開閉体を支持するヒンジ機構に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
例えば、自動給紙装置が付けられたコピー機の蓋では、蓋自体の重量が重いため、該蓋を閉じる際に、該蓋が勢いよく回転して、コピー機上面のガラス板に激しく衝突し、該ガラス板が破損する場合等がある。このように、回転することにより開閉動作する蓋や扉等の開閉体が、閉じる際に該開閉体の支持枠等に勢いよく衝突することを防止するため、従来、開閉体が閉じる際の回転動作を遅動させ、該開閉体がゆっくりと閉じるようにすべく、開閉体を支持するヒンジ機構に、カム機構を付加したものや油圧式のロータリーダンパを組み込んだもの等が用いられている。
しかしながら、これらのヒンジ機構は、構造が複雑であり、製作コストが高くつくという問題があった。
【０００３】
そこで、本発明は、簡素な構成でありながら蓋や扉等の開閉体が閉じる際の回転動作を遅動させ、該開閉体がゆっくりと閉じることを可能とするヒンジ機構を提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の本発明のヒンジ機構は、一端側が開閉体に、他端側が該開閉体の支持体にそれぞれ連結される第１の板バネと、該第１の板バネとの間に所定の間隔をおいて対向して設けられ、一端側が第１の板バネの一端側に連結される第２の板バネと、長さが該第２の板ばねの長さよりも短く形成されて成り、第２の板バネの外面に積層され、一端側が第２の板バネの一端側に固定されて配設される第３の板バネと、背板部がその中途部から外方に反るように曲げ加工された傾斜面を有し、該第２の板バネの他端側に、該傾斜面が第２の板バネの一端側に向くように、かつ、常態において該第３の板バネの他端側を第２の板バネと背板部との間に挟持し、該第１の板バネが所定の角度屈曲すると、第３の板バネの他端側が第２の板バネと背板部との間から外れ、傾斜面に接するように設けられたバネ動作規制部材とを有することを特徴とする。
【０００５】
請求項２記載の本発明のヒンジ機構は、一端側が開閉体に、他端側が該開閉体の支持体にそれぞれ連結され、該他端側にショックアブソーバが固定される第１の板バネと、該第１の板バネとの間に所定の間隔をおいて対向して設けられ、一端側が第１の板バネの一端側に連結され、他端側に第１の板バネが屈曲した際に該ショックアブソーバのピストンロッドを本体ケースに対して相対的に押し込む方向に動作させる当接部を有する第２の板バネと、該第２の板バネの他端側を覆うように設けられ、第２の板バネの動きを規制するバネ動作規制部材とを有することを特徴とする。
【０００６】
請求項３記載の本発明のヒンジ機構は、一端側が開閉体に、他端側が該開閉体の支持体にそれぞれ連結され、該他端側にショックアブソーバが固定される第１の板バネと、該第１の板バネとの間に所定の間隔をおいて対向して設けられ、一端側が第１の板バネの一端側に連結され、他端側に第１の板バネが屈曲した際に該ショックアブソーバのピストンロッドを本体ケースに対して相対的に押し込む方向に動作させる当接部を有する第２の板バネと、長さが該第２の板ばねの長さよりも短く形成されて成り、第２の板バネの外面に積層され、一端側が第２の板バネの一端側に固定されて配設される第３の板バネと、背板部がその中途部から外方に反るように曲げ加工された傾斜面を有し、該第２の板バネの他端側に、該傾斜面が第２の板バネの一端側に向くように、かつ、常態において該第３の板バネの他端側を第２の板バネと背板部との間に挟持し、該第１の板バネが所定の角度屈曲すると、第３の板バネの他端側が第２の板バネと背板部との間から外れ、傾斜面に接するように設けられたバネ動作規制部材とを有することを特徴とする。
【０００７】
請求項４記載の本発明のヒンジ機構は、請求項２又は３記載のヒンジ機構であって、前記第１の板バネが所定の角度に屈曲したときに、前記第２の板バネの当接部が、前記ショックアブソーバのピストンロッドを本体ケースに対して相対的に押し込む方向に動作させることを特徴とする。
請求項５記載の本発明のヒンジ機構は、請求項１〜４のいずれか１項記載のヒンジ機構であって、前記第１の板バネと第２の板バネとの間隙に、両者を常に所定間隔に維持する間隔維持部材が設けられていることを特徴とする。
請求項６記載の本発明のヒンジ機構は、請求項５記載のヒンジ機構であって、前記間隔維持部材が、外周面が前記第１の板バネと第２の板バネにそれぞれ接する程度の外径を有するローラであることを特徴とする。
請求項７記載の本発明のヒンジ機構は、請求項１〜６のいずれか１項記載のヒンジ機構であって、前記第１の板バネが所定角度以上に屈曲することを防止する支持板が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
【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詳細に説明する。
まず、第１の実施の形態に係るヒンジ機構１について説明する。
ヒンジ機構１は、第１の板バネ２、第２の板バネ３、第３の板バネ４、取付板５、支持板６、連結部材７、バネ動作規制部材８及び間隔保持部材９を有して構成される。
【０００９】
第１の板バネ２は、ばね鋼から成形された１枚の薄い板状体であるが、蓋や扉等の開閉体（以下、開閉体という。）の重量が重い場合等に、その弾力を高めて開閉体を開放方向に付勢する力を大きくしたい場合には、これを数枚重ね合わせたものを用いることもできる。この第１の板バネ２の他端側２ｂ外面には、ヒンジ機構１を開閉体の支持枠に取り付けるための取付板５が設けられている。この取付板５には、その端部５ａから第１の板バネ２の一端側２ａ方向に延びる側面視で円弧状の支持板６が設けられている。これにより、図３に示すように、第１の板バネ２が屈曲した際に、この支持板６に当接して支持されるため、第１の板バネ２が所定角度以上に屈曲することを防ぐことができる。なお、本実施の形態では、支持板６が取付板５と一体に成形されているが、この支持板６を取付板５に溶着又はネジ止め等により後付けしてもよいことはもちろんである。
【００１０】
第２の板バネ３は、第１の板バネ２と同様、ばね鋼から成形された１枚の薄い板状体であり、また、種々の開閉体に対応してこれを数枚重ね合わせたものを用いることもできる。この第２の板バネ３は、図２に示すように、第１の板バネ２との間に所定の間隔をおいて対向して設けられ、その一端側３ａが、所定の厚みを有するブロック状の連結部材７を介して第１の板バネ２の一端側２ａに連結されている。また、第２の板バネ３と上記した第１の板バネ２との間隙には、両者を常に所定の間隔に維持することができる間隔維持部材９が配設されている。この間隔維持部材９としては、第１の板バネ２と第２の板バネ３とを常に所定の間隔に維持し得るものであれば、どのようなものであってもよいが、本実施の形態では、外周面が第１の板バネ２と第２の板バネ３にそれぞれ接する程度の外径を有するローラを用いている。この間隔維持部材９としてのローラは、第１の板バネ２と第２の板バネ３との間隙内に並列に配設され、これにより、第１の板バネ２と第２の板バネ３とが常に所定の間隔に維持されるほか、第１の板バネ２及び第２の板バネ３の変形に合わせてローラが回転するため、両者の屈曲動作を円滑にすることができる。
【００１１】
第３の板バネ４は、第１の板バネ２及び第２の板バネ３と同様、ばね鋼から成形された１枚の薄い板状体又は該板状体が複数枚重ね合わされた積層体からなるが、その長さが第２の板ばね３の長さよりも短く形成されている。この第３の板バネ４は、第２の板バネ３の外面に積層されるように配置され、一端側４ａが第２の板バネ３の一端側３ａに固定されると共に、他端側４ｂがいずれにも固定されることなく、常態において、第２の板バネ３と次述するバネ動作規制部材８との間に挟持されるように配置されている（図２参照）。
【００１２】
バネ動作規制部材８は、図４に示すように、横断面略コ字状に形成されると共に、常態において、第３の板バネ４の外面側に位置する背板部８１は、その中途部から一方の端縁部８１ａまでが外方に反るように曲げ加工された傾斜面８１ｂを有して構成されている。このバネ動作規制部材８が、常態において、第３の板バネ４の他端側４ｂを覆うように設けられることにより、第１の板バネ２が所定角度の範囲まで屈曲する間においては、背板部８１の中途部から他方の端縁部８１ｃまでの部位により、第２の板バネ３及び第３の板バネ４の動きが規制され、第１の板バネ２が屈曲しても、第２の板バネ３及び第３の板バネ４の各他端側３ｂ，４ｂが外方に反り返ることなく、第１の板バネ２の他端側２ｂとの間に所定の間隔を維持することができる。第１の板バネ２が所定角度の範囲を超えて屈曲したときには、図３に示すように、第３の板バネ４の他端側４ｂが第２の板バネ３と背板部８１との間から外れるため、バネ動作規制部材８の同部位により、第２の板バネ３のみの動きが規制され、第１の板バネ２がさらに屈曲した場合でも、第２の板バネ３の他端側３ｂと第１の板バネ２の他端側２ｂとの間に所定の間隔を維持することができる。
【００１３】
図２及び図３に基づきヒンジ機構１の作用を説明する。
ヒンジ機構１は、第１の板バネ２の他端側２ｂ外面に設けられた取付板５を開閉体の支持枠の背面（例えば、コピー機本体の背面板）に固定すると共に、第１の板バネ２、第２の板バネ３及び第３の板バネ４の各一端側２ａ，３ａ，４ａを開閉体に固定して使用される。開閉体が該開閉体の支持枠に対して約９０゜の角度で開いている状態（常態）においては、ヒンジ機構１は略垂直状態で起立している。
【００１４】
一方、開閉体を閉じる際には、開閉体の閉成角度が該開閉体の支持枠に対して所定の角度の範囲、例えば、約９０゜から約１５゜までの間においては、閉成方向に回転する開閉体の回転動作に従って、第１の板バネ２が屈曲していくと、一端側３ａが第１の板バネ２の一端側２ａに連結部材７を介して連結された第２の板バネ３及び一端側４ａが第２の板バネ３の一端側３ａに固定された第３の板バネ４も共に屈曲していく。この場合に、開閉体は、第１の板バネ２、第２の板バネ３及び第３の板バネ４の弾力により、開放方向に付勢されながら閉じていく一方、第１の板バネ２と第２の板バネ３とが、所定の間隔をおいて配設され、かつ第１の板バネ２の一端側２ａと第２の板バネ３の一端側３ａが連結されているため、第１の板バネ２が小さな弧を描くように屈曲するのに対して、第２の板バネ３はそれよりも大きな弧を描くように屈曲する。そのため、第２の板バネ３の他端側３ｂ端部が上方に引き上げられる。また、さらに、第２の板バネ３の一端側３ａと第３の板バネ４の一端側４ａが固定されているため、第３の板バネ４の他端側４ｂ端部も上方へと引き上げられる。
【００１５】
そして、開閉体の閉成角度が該開閉体の支持枠に対して所定の角度、例えば、約１５゜の地点に至る辺りでは、第１の板バネ２、第２の板バネ３及び第３の板バネ４の弾力が、開閉体の自重とつり合った状態となり、そのままでは開閉体が完全に閉じない状態となる。しかし、この場合に、第１の板バネ２、第２の板バネ３及び第３の板バネ４が屈曲することにより、第３の板バネ４の他端側４ｂ端部が上方へと引き上げられて、開閉体の閉成角度が所定の角度、例えば、約１５°の辺りで、図３に示すように、第３の板バネ４の他端側４ｂが第２の板バネ３とバネ動作規制部材８の背板部８１との間から外れ、バネ動作規制部材８の一方の端縁部８１ａ方向に傾斜面８１ｂに沿って逃げるため、第３の板バネ４の弾力がなくなり、開閉体を付勢する力が低下する。そのため、開閉体は、第３の板バネ４の弾力を除く、第１の板バネ２及び第２の板バネ３の弾力により、その後もゆっくりと回転動作をし続け完全に閉じる。
【００１６】
また、次に開閉体を開く際には、開閉体が第１の板バネ２、第２の板バネ３及び第３の板バネ４により開放方向に付勢されるため、開閉体を小さい力で開くことが可能となる。なお、この場合に、第３の板バネ４の他端側４ｂは、開放方向に回転する開閉体の回転動作に従って、その端部がバネ動作規制部材８の傾斜面８１ｂに沿って移動して、元の位置、すなわち、第２の板バネ３とバネ動作規制部材８との間に収まり、再び挟持される。
【００１７】
次に、第２の実施の形態に係るヒンジ機構１’について説明する。
ヒンジ機構１’は、図５に示すように、第１の板バネ２’の他端側２ｂ’に、ショックアブソーバ１０を固定するための略Ｌ字形の固定部材１３，１４が配設され、該固定部材１３，１４間に、ショックアブソーバ１０の本体ケース１２が挟み込まれるようにして、ショックアブソーバ１０が取り付けられている。
【００１８】
なお、本実施の形態では、第１の板バネ２’が屈曲した際に、ショックアブソーバ１０のピストンロッド１１に、後述する第２の板バネ３’の当接部３１’が当接して、ピストンロッド１１を本体ケース１２に押し込むことにより、ショックアブソーバ１０を作動させるべく、ショックアブソーバ１０が、そのピストンロッド１１を下に向けて第１の板バネ２’の他端側２ｂ’に固定されているが、その逆に、ピストンロッド１１を上に向けてショックアブソーバ１０を第１の板バネ２’の他端側２ｂ’に固定することもできる。この場合には、ショックアブソーバ１０の本体ケース１２を第１の板バネ２’の他端側２ｂ’に可動に配設すると共に、ピストンロッド１１を固定して、後述する第２の板バネ３’の当接部３１’が本体ケース１２に当接することにより、ピストンロッド１１を本体ケース１２に対して相対的に押し込む方向に動作させ、これにより、ショックアブソーバ１０を作動させる。また、ショックアブソーバ１０として、ロングストロークのものを採用し、後述する第２の板バネ３’の当接部３１’を、常にピストンロッド１１又は本体ケース１２に接触させ、第１の板バネ２’の屈曲に対応して、ピストンロッド１１を本体ケース１２に対して相対的に押し込む方向に動作させてもよい。なお、上記したショックアブソーバ１０としては、油圧、スプリング、空気圧等を利用したものなど、従来公知のものを用いることができる。
【００１９】
第２の板バネ３’の他端側３ｂ’には、当接部３１’が設けられている。この当接部３１’は、ショックアブソーバ１０のピストンロッド１１又は本体ケース１２に当接して、ピストンロッド１１を本体ケース１２に対して相対的に押し込む方向に動作させるものであることから、その機能を果たし得る限り、形状等は特に限定されるものではなく、例えば、第２の板バネ３’の他端側３ｂ’端部を略Ｌ字状に曲げ加工して形成されたものであってもよい。なお、本実施の形態では、当接部３１’として、Ｌ形鋼アングルを用い、これが第２の板バネ３’の他端側３ｂ’端部に溶接等により接合されている。
また、第２の板バネ３’の他端側３ｂ’には、第２の板バネ３’の動きを規制すべく、バネ動作規制部材８’が設けられているが、このバネ動作規制部材８’は、背板板８１’が曲げ加工されることなく、平坦に成形されている。
【００２０】
また、上記した第１の実施の形態に係るヒンジ機構１と同様に、第１の板バネ２’と第２の板バネ３’との間隙（すなわち、連結部材７’とショックアブソーバ１０との間に形成される空間）には、両者を常に所定の間隔に維持することができる間隔維持部材９’が配設されている。これにより、第２の板バネ３’の他端側３ｂ’端部に設けられた当接部３１’が、ショックアブソーバ１０のピストンロッド１１を押し込む際のストロークを一定とすることができるので、ヒンジ機構１’が発揮する制動力を向上させ、かつ安定させることができる。すなわち、かかる間隙内に何も介在させない場合には、第１の板バネ２’が屈曲した際に、第１の板バネ２’と、該第１の板バネ２’の屈曲に合わせて屈曲する第２の板バネ３’との間隔を一定に保つことができず、このため、第２の板バネ３’の他端側３ｂ’端部に設けられた当接部３１’が、ショックアブソーバ１０のピストンロッド１１を押し込む際のストロークが減少してしまうので、ヒンジ機構１’の発揮する制動力が低下し、かつ不安定なものとなる。なお、この間隔維持部材９’としては、上記したヒンジ機構１の間隔維持部材９と同様のものを用いることができる。
【００２１】
図５及び図６に基づきヒンジ機構１’の作用を説明する。
ヒンジ機構１’は、第１の板バネ２’の他端側２ｂ’外面に設けられた取付板５’を開閉体の支持枠の背面（例えば、コピー機本体の背面板）に固定すると共に、第１の板バネ２’及び第２の板バネ３’の各一端側２ａ’，３ａ’を開閉体に固定して使用される。開閉体が該開閉体の支持枠に対して約９０゜の角度で開いている状態（常態）においては、図５に示すように、ヒンジ機構１’は略垂直状態で起立している。この場合、第２の板バネ３’の他端側３ｂ’端部に設けられた当接部３１’は、第１の板バネ２’の他端側２ｂ’に固定されたショックアブソーバ１０のピストンロッド１１から離間している。
【００２２】
一方、開閉体を閉じる際には、開閉体の閉成角度が該開閉体の支持枠に対して所定の角度の範囲、例えば、約９０゜から約３０゜までの間においては、閉成方向に回転する開閉体の回転動作に従って、第１の板バネ２’が屈曲していくと共に、一端側３ａ’が第１の板バネ２’の一端側２ａ’に連結部材７’を介して連結された第２の板バネ３’も屈曲していく。この場合に、開閉体は、第１の板バネ２’と第２の板バネ３’の弾力により、開放方向に付勢されながら閉じていく一方、第１の板バネ２’と第２の板バネ３’とが、所定の間隔をおいて配設され、かつ第１の板バネ２’及び第２の板バネ３’の各一端側２ａ’，３ａ’が連結されているため、第１の板バネ２’が小さな弧を描くように屈曲するのに対して、第２の板バネ３’はそれよりも大きな弧を描くように屈曲する。そのため、第２の板バネ３’の他端側３ｂ’端部が上方に引き上げられると共に、該他端側３ｂ’端部に設けられた当接部３１’が、ショックアブソーバ１０のピストンロッド１１に向かって上方へと移動していく。
【００２３】
そして、開閉体の閉成角度が該開閉体の支持枠に対して所定の角度、例えば、約３０゜の地点に至る辺りから、第１の板バネ２’と第２の板バネ３’の弾力よりも開閉体の自重が勝るようになり、第１の板バネ２’と第２の板バネ３’の弾力のみでは開閉体の回転動作を十分に遅動させることができなくなる。しかし、この場合に、第１の板バネ２’及び第２の板バネ３’が屈曲することにより、第２の板バネ３’の当接部３１’が上方へと引き上げられて、開閉体の閉成角度が所定の角度、例えば、約３０°の辺りでショックアブソーバ１０のピストンロッド１１に当接し、さらに第２の板バネ３’が屈曲していくことで、該ピストンロッド１１をショックアブソーバ１０の本体ケース１２に押し込んでいく。そして、その後は、図６に示すように、開閉体が完全に閉じるまで、当接部３１’がピストンロッド１１を本体ケース１２にさらに押し込みショックアブソーバ１０を作動させるため、開閉体は、第１の板バネ２’及び第２の板バネ３’の弾力と、ショックアブソーバ１０の抗力とにより、その回転動作が緩慢となり、ゆっくりと完全に閉じる。また、次に開閉体を開く際には、開閉体が第１の板バネ２’及び第２の板バネ３’により開放方向に付勢されるため、開閉体を小さい力で開くことが可能となる。
【００２４】
次に、第３の実施の形態に係るヒンジ機構１”を説明する。
ヒンジ機構１”には、上記した第１の実施の形態に係るヒンジ機構１と同様に、その長さが第２の板バネ３”の長さよりも短く形成されると共に、一端側４ａ’が第２の板バネ３”の一端側３ａ”に固定され、他端側４ｂ’がいずれにも固定されることなく、常態において、第２の板バネ３”とバネ動作規制部材８”との間に挟持されるように配置される第３の板バネ４’が設けられている。また、バネ動作規制部材８”として、上記した第１の実施の形態に係るヒンジ機構１のバネ動作規制部材８と同じ、常態において第３の板バネ４”の外面側に位置する背板部８１”に傾斜面８１ｂ”が設けられたものが用いられている。
【００２５】
このヒンジ機構１”は、第１の板バネ２”の他端側２ｂ”外面に設けられた取付板５”を開閉体の支持枠の背面（例えば、コピー機本体の背面板）に固定すると共に、第１の板バネ２”、第２の板バネ３”及び第３の板バネ４’の各一端側２ａ”，３ａ”，４ａ’を開閉体に固定して使用される。開閉体が該開閉体の支持枠に対して約９０゜の角度で開いている状態（常態）においては、ヒンジ機構１”は略垂直状態で起立し、この場合、第２の板バネ３”の他端側３ｂ”端部に設けられた当接部３１”は、第１の板バネ２”の他端側２ｂ”に固定されたショックアブソーバ１０’のピストンロッド１１’から離間している。
【００２６】
一方、開閉体を閉じる際には、開閉体の閉成角度が該開閉体の支持枠に対して所定の角度の範囲、例えば、約９０゜から約３０゜までの間においては、閉成方向に回転する開閉体の回転動作に従って、第１の板バネ２”が屈曲していくと、一端側３ａ”が第１の板バネ２”の一端側２ａ”に連結部材７”を介して連結された第２の板バネ３”及び一端側４ａ’が第２の板バネ３”の一端側３ａ”に固定された第３の板バネ４’も共に屈曲していく。この場合に、開閉体は、第１の板バネ２”、第２の板バネ３”及び第３の板バネ４’の弾力により、開放方向に付勢されながら閉じていく一方、第１の板バネ２”と第２の板バネ３”とが、所定の間隔をおいて配設され、かつ第１の板バネ２”及び第２の板バネ３”の各一端側２ａ”，３ａ”が連結されているため、第１の板バネ２”が小さな弧を描くように屈曲するのに対して、第２の板バネ３”はそれよりも大きな弧を描くように屈曲する。そのため、第２の板バネ３”の他端側３ｂ”端部が上方に引き上げられると共に、該他端側３ｂ”端部に設けられた当接部３１”が、ショックアブソーバ１０’のピストンロッド１１’に向かって上方へと移動していく。また、さらに、第２の板バネ３”と第３の板バネ４’の各一端側３ａ”，４ａ’が固定されているため、第３の板バネ４’の他端側４ｂ’端部も上方へと引き上げられる。
【００２７】
そして、開閉体の閉成角度が該開閉体の支持枠に対して所定の角度、例えば、約３０゜の地点に至る辺りから、第２の板バネ３”の当接部３１”がショックアブソーバ１０’のピストンロッド１１’に当接し、さらに第２の板バネ３”が屈曲していくことで、該ピストンロッド１１’をショックアブソーバ１０’の本体ケース１２’に押し込んでいき、ショックアブソーバ１０’を作動させるため、開閉体の回転動作を緩慢なものとさせる。
【００２８】
そして、さらに、開閉体の閉成角度が該開閉体の支持枠に対して所定の角度、例えば、約１５゜の地点に至る辺りでは、第１の板バネ２”、第２の板バネ３”及び第３の板バネ４’の弾力とショックアブソーバ１０’の抗力とを合わせた開閉体を付勢する力が、開閉体の自重とつり合った状態となり、開閉体の回転動作が停止して、開閉体が完全に閉じない状態となる。しかし、この場合に、第１の板バネ２”、第２の板バネ３”及び第３の板バネ４’が屈曲することにより、第３の板バネ４’の他端側４ｂ’端部が上方へと引き上げられて、開閉体の閉成角度が所定の角度、例えば、約１５°の辺りで、図７に示すように、第３の板バネ４’の他端側４ｂ’が第２の板バネ３”とバネ動作規制部材８”の背板部８１”との間から外れ、バネ動作規制部材８”の一方の端縁部８１ａ”方向に傾斜面８１ｂ”に沿って逃げるため、第３の板バネ４’の弾力がなくなり、開閉体を付勢する力が低下する。そのため、開閉体は、第３の板バネ４’の弾力を除く、第１の板バネ２”及び第２の板バネ３”の弾力と、ショックアブソーバ１０’の抗力とにより、その後もゆっくりと回転動作をし続け完全に閉じる。
また、次に開閉体を開く際には、開閉体が第１の板バネ２”、第２の板バネ３”及び第３の板バネ４’により開放方向に付勢されるため、開閉体をより小さい力で開くことが可能となる。なお、この場合に、第３の板バネ４’の他端側４ｂ’が、開放方向に回転する開閉体の回転動作に従って、その端部がバネ動作規制部材８”の傾斜面８１ｂ”に沿って移動し、元の位置、すなわち、第２の板バネ３”とバネ動作規制部材８”との間に収まり、再び挟持される点は、上記した第１の実施の形態に係るヒンジ機構１と同様である。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の請求項１記載のヒンジ機構は、一端側が開閉体に、他端側が該開閉体の支持体にそれぞれ連結される第１の板バネと、該第１の板バネとの間に所定の間隔をおいて対向して設けられ、一端側が第１の板バネの一端側に連結される第２の板バネと、長さが該第２の板ばねの長さよりも短く形成されて成り、第２の板バネの外面に積層され、一端側が第２の板バネの一端側に固定されて配設される第３の板バネと、背板部がその中途部から外方に反るように曲げ加工された傾斜面を有し、該第２の板バネの他端側に、該傾斜面が第２の板バネの一端側に向くように、かつ、常態において該第３の板バネの他端側を第２の板バネと背板部との間に挟持し、該第１の板バネが所定の角度屈曲すると、第３の板バネの他端側が第２の板バネと背板部との間から外れ、傾斜面に接するように設けられたバネ動作規制部材とを有して構成されている。これにより、簡素な構成でありながら開閉体が閉じる際の回転動作を遅動させることができる。また、開閉体の閉成角度が該開閉体の支持枠に対して所定の角度に至り、第１の板バネ、第２の板バネ及び第３の板バネの弾力が、開閉体の自重とつり合った状態となり、そのままでは開閉体が完全に閉じない状態となっても、第３の板バネの他端側が第２の板バネとバネ動作規制部材の背板部との間から外れるため、それにより、各板バネによる開閉体を付勢する力を低下させることができる。その結果、開閉体が最後までゆっくりと閉じるようにすることができる。また、次に開閉体を開く際には、開閉体が第１の板バネ、第２の板バネ及び第３の板バネにより開放方向に付勢されているため、開閉体を小さい力で開くことができる。さらに、このように簡素な構成としたことにより、部品点数が減少し、製作コストを低くすることができる。
【００３０】
本発明の請求項２記載のヒンジ機構は、一端側が開閉体に、他端側が該開閉体の支持体にそれぞれ連結され、該他端側にショックアブソーバが固定される第１の板バネと、該第１の板バネとの間に所定の間隔をおいて対向して設けられ、一端側が第１の板バネの一端側に連結され、他端側に第１の板バネが屈曲した際に該ショックアブソーバのピストンロッドを本体ケースに対して相対的に押し込む方向に動作させる当接部を有する第２の板バネと、該第２の板バネの他端側を覆うように設けられ、第２の板バネの動きを規制するバネ動作規制部材とを有して構成されている。これにより、簡素な構成でありながら開閉体が閉じる際の回転動作を遅動させることができる。また、開閉体の閉成角度が該開閉体の支持枠に対して所定の角度に至り、第１の板バネと第２の板バネの弾力よりも開閉体の自重が勝るようになり、第１の板バネと第２の板バネの弾力のみでは開閉体の回転動作を十分に遅動させることができなくなっても、第２の板バネの当接部がショックアブソーバのピストンロッドを本体ケースに対して相対的に押し込む方向に動作させショックアブソーバを作動させるため、それにより、開閉体が最後までゆっくりと閉じるようにすることができる。また、次に開閉体を開く際には、開閉体が第１の板バネ及び第２の板バネにより開放方向に付勢されているため、開閉体を小さい力で開くことができる。さらに、このように簡素な構成としたことにより、部品点数が減少し、製作コストを低くすることができる。
【００３１】
本発明の請求項３記載のヒンジ機構は、一端側が開閉体に、他端側が該開閉体の支持体にそれぞれ連結され、該他端側にショックアブソーバが固定される第１の板バネと、該第１の板バネとの間に所定の間隔をおいて対向して設けられ、一端側が第１の板バネの一端側に連結され、他端側に第１の板バネが屈曲した際に該ショックアブソーバのピストンロッドを本体ケースに対して相対的に押し込む方向に動作させる当接部を有する第２の板バネと、長さが該第２の板ばねの長さよりも短く形成されて成り、第２の板バネの外面に積層され、一端側が第２の板バネの一端側に固定されて配設される第３の板バネと、背板部がその中途部から外方に反るように曲げ加工された傾斜面を有し、該第２の板バネの他端側に、該傾斜面が第２の板バネの一端側に向くように、かつ、常態において該第３の板バネの他端側を第２の板バネと背板部との間に挟持し、該第１の板バネが所定の角度屈曲すると、第３の板バネの他端側が第２の板バネと背板部との間から外れ、傾斜面に接するように設けられたバネ動作規制部材とを有して構成されている。これにより、簡素な構成でありながら開閉体が閉じる際の回転動作を遅動させることができる。また、開閉体の閉成角度が該開閉体の支持枠に対して所定の角度に至り、第１の板バネ、第２の板バネ及び第３の板バネの弾力が、開閉体の自重とつり合った状態となり、開閉体が完全に閉じない状態となっても、第３の板バネの他端側が第２の板バネとバネ動作規制部材の背板部との間から外れるため、それにより、各板バネによる開閉体を付勢する力を低下させることができる。その一方、その後はショックアブソーバにより衝撃を吸収するため、開閉体は最後までゆっくりと閉じる。また、次に開閉体を開く際には、開閉体が第１の板バネ、第２の板バネ及び第３の板バネにより開放方向に付勢されているため、開閉体を小さい力で開くことができる。さらに、このように簡素な構成としたことにより、部品点数が減少し、製作コストを低くすることができる。
【００３２】
本発明の請求項４記載のヒンジ機構は、請求項２又は３記載のヒンジ機構であって、第１の板バネが所定の角度に屈曲したときに、第２の板バネの当接部が、ショックアブソーバのピストンロッドを本体ケースに対して相対的に押し込む方向に動作させるように構成されている。これにより、閉成方向に回転動作する開閉体が所定の角度まで閉じた時点でショックアブソーバを作動させ、所定の制動力を発揮することができる。
【００３３】
本発明の請求項５記載のヒンジ機構は、請求項１〜４のいずれか１項記載のヒンジ機構であって、前記第１の板バネと第２の板バネとの間隙に、両者を常に所定間隔に維持する間隔維持部材が設けられている。これにより、第１の板バネと第２の板バネとを常に所定の間隔に維持することができるので、ヒンジ機構の動作を安定なものとすることができる。
【００３４】
本発明の請求項６記載のヒンジ機構は、請求項５記載のヒンジ機構であって、間隔維持部材が、外周面が前記第１の板バネと第２の板バネにそれぞれ接する程度の外径を有するローラから構成されている。これにより、第１の板バネと第２の板バネとが常に所定の間隔に維持されるほか、第１の板バネ及び第２の板バネの変形に合わせてローラが回転するため、両者の屈曲動作を円滑にすることができる。
【００３５】
本発明の請求項７記載のヒンジ機構は、請求項１〜６のいずれか１項記載のヒンジ機構であって、前記第１の板バネが所定角度以上に屈曲することを防止する支持板が設けられている。これにより、第１の板バネが屈曲した際に、この支持板に当接して支持されるため、第１の板バネが所定角度以上に屈曲することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るヒンジ機構を示す正面図である。
【図２】同実施の形態に係るヒンジ機構の断面図である。
【図３】同実施の形態に係るヒンジ機構の屈曲した状態を示す断面図である。
【図４】同実施の形態に係るヒンジ機構を構成するバネ動作規制部材を示す斜視図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係るヒンジ機構の断面図である。
【図６】同実施の形態に係るヒンジ機構の屈曲した状態を示す断面図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係るヒンジ機構の屈曲した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１，１’，１” ヒンジ機構
２，２’，２” 第１の板バネ
３，３’，３” 第２の板バネ
４，４’ 第３の板バネ
５，５’，５” 取付板
６，６’，６” 支持板
７，７’，７” 連結部材
８，８’，８” バネ動作規制部材
９，９’，９” 間隔維持部材
１０，１０’ ショックアブソーバ
【産業上の利用分野】
本発明は、蓋や扉等の開閉体を支持するヒンジ機構に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
例えば、自動給紙装置が付けられたコピー機の蓋では、蓋自体の重量が重いため、該蓋を閉じる際に、該蓋が勢いよく回転して、コピー機上面のガラス板に激しく衝突し、該ガラス板が破損する場合等がある。このように、回転することにより開閉動作する蓋や扉等の開閉体が、閉じる際に該開閉体の支持枠等に勢いよく衝突することを防止するため、従来、開閉体が閉じる際の回転動作を遅動させ、該開閉体がゆっくりと閉じるようにすべく、開閉体を支持するヒンジ機構に、カム機構を付加したものや油圧式のロータリーダンパを組み込んだもの等が用いられている。
しかしながら、これらのヒンジ機構は、構造が複雑であり、製作コストが高くつくという問題があった。
【０００３】
そこで、本発明は、簡素な構成でありながら蓋や扉等の開閉体が閉じる際の回転動作を遅動させ、該開閉体がゆっくりと閉じることを可能とするヒンジ機構を提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の本発明のヒンジ機構は、一端側が開閉体に、他端側が該開閉体の支持体にそれぞれ連結される第１の板バネと、該第１の板バネとの間に所定の間隔をおいて対向して設けられ、一端側が第１の板バネの一端側に連結される第２の板バネと、長さが該第２の板ばねの長さよりも短く形成されて成り、第２の板バネの外面に積層され、一端側が第２の板バネの一端側に固定されて配設される第３の板バネと、背板部がその中途部から外方に反るように曲げ加工された傾斜面を有し、該第２の板バネの他端側に、該傾斜面が第２の板バネの一端側に向くように、かつ、常態において該第３の板バネの他端側を第２の板バネと背板部との間に挟持し、該第１の板バネが所定の角度屈曲すると、第３の板バネの他端側が第２の板バネと背板部との間から外れ、傾斜面に接するように設けられたバネ動作規制部材とを有することを特徴とする。
【０００５】
請求項２記載の本発明のヒンジ機構は、一端側が開閉体に、他端側が該開閉体の支持体にそれぞれ連結され、該他端側にショックアブソーバが固定される第１の板バネと、該第１の板バネとの間に所定の間隔をおいて対向して設けられ、一端側が第１の板バネの一端側に連結され、他端側に第１の板バネが屈曲した際に該ショックアブソーバのピストンロッドを本体ケースに対して相対的に押し込む方向に動作させる当接部を有する第２の板バネと、該第２の板バネの他端側を覆うように設けられ、第２の板バネの動きを規制するバネ動作規制部材とを有することを特徴とする。
【０００６】
請求項３記載の本発明のヒンジ機構は、一端側が開閉体に、他端側が該開閉体の支持体にそれぞれ連結され、該他端側にショックアブソーバが固定される第１の板バネと、該第１の板バネとの間に所定の間隔をおいて対向して設けられ、一端側が第１の板バネの一端側に連結され、他端側に第１の板バネが屈曲した際に該ショックアブソーバのピストンロッドを本体ケースに対して相対的に押し込む方向に動作させる当接部を有する第２の板バネと、長さが該第２の板ばねの長さよりも短く形成されて成り、第２の板バネの外面に積層され、一端側が第２の板バネの一端側に固定されて配設される第３の板バネと、背板部がその中途部から外方に反るように曲げ加工された傾斜面を有し、該第２の板バネの他端側に、該傾斜面が第２の板バネの一端側に向くように、かつ、常態において該第３の板バネの他端側を第２の板バネと背板部との間に挟持し、該第１の板バネが所定の角度屈曲すると、第３の板バネの他端側が第２の板バネと背板部との間から外れ、傾斜面に接するように設けられたバネ動作規制部材とを有することを特徴とする。
【０００７】
請求項４記載の本発明のヒンジ機構は、請求項２又は３記載のヒンジ機構であって、前記第１の板バネが所定の角度に屈曲したときに、前記第２の板バネの当接部が、前記ショックアブソーバのピストンロッドを本体ケースに対して相対的に押し込む方向に動作させることを特徴とする。
請求項５記載の本発明のヒンジ機構は、請求項１〜４のいずれか１項記載のヒンジ機構であって、前記第１の板バネと第２の板バネとの間隙に、両者を常に所定間隔に維持する間隔維持部材が設けられていることを特徴とする。
請求項６記載の本発明のヒンジ機構は、請求項５記載のヒンジ機構であって、前記間隔維持部材が、外周面が前記第１の板バネと第２の板バネにそれぞれ接する程度の外径を有するローラであることを特徴とする。
請求項７記載の本発明のヒンジ機構は、請求項１〜６のいずれか１項記載のヒンジ機構であって、前記第１の板バネが所定角度以上に屈曲することを防止する支持板が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
【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詳細に説明する。
まず、第１の実施の形態に係るヒンジ機構１について説明する。
ヒンジ機構１は、第１の板バネ２、第２の板バネ３、第３の板バネ４、取付板５、支持板６、連結部材７、バネ動作規制部材８及び間隔保持部材９を有して構成される。
【０００９】
第１の板バネ２は、ばね鋼から成形された１枚の薄い板状体であるが、蓋や扉等の開閉体（以下、開閉体という。）の重量が重い場合等に、その弾力を高めて開閉体を開放方向に付勢する力を大きくしたい場合には、これを数枚重ね合わせたものを用いることもできる。この第１の板バネ２の他端側２ｂ外面には、ヒンジ機構１を開閉体の支持枠に取り付けるための取付板５が設けられている。この取付板５には、その端部５ａから第１の板バネ２の一端側２ａ方向に延びる側面視で円弧状の支持板６が設けられている。これにより、図３に示すように、第１の板バネ２が屈曲した際に、この支持板６に当接して支持されるため、第１の板バネ２が所定角度以上に屈曲することを防ぐことができる。なお、本実施の形態では、支持板６が取付板５と一体に成形されているが、この支持板６を取付板５に溶着又はネジ止め等により後付けしてもよいことはもちろんである。
【００１０】
第２の板バネ３は、第１の板バネ２と同様、ばね鋼から成形された１枚の薄い板状体であり、また、種々の開閉体に対応してこれを数枚重ね合わせたものを用いることもできる。この第２の板バネ３は、図２に示すように、第１の板バネ２との間に所定の間隔をおいて対向して設けられ、その一端側３ａが、所定の厚みを有するブロック状の連結部材７を介して第１の板バネ２の一端側２ａに連結されている。また、第２の板バネ３と上記した第１の板バネ２との間隙には、両者を常に所定の間隔に維持することができる間隔維持部材９が配設されている。この間隔維持部材９としては、第１の板バネ２と第２の板バネ３とを常に所定の間隔に維持し得るものであれば、どのようなものであってもよいが、本実施の形態では、外周面が第１の板バネ２と第２の板バネ３にそれぞれ接する程度の外径を有するローラを用いている。この間隔維持部材９としてのローラは、第１の板バネ２と第２の板バネ３との間隙内に並列に配設され、これにより、第１の板バネ２と第２の板バネ３とが常に所定の間隔に維持されるほか、第１の板バネ２及び第２の板バネ３の変形に合わせてローラが回転するため、両者の屈曲動作を円滑にすることができる。
【００１１】
第３の板バネ４は、第１の板バネ２及び第２の板バネ３と同様、ばね鋼から成形された１枚の薄い板状体又は該板状体が複数枚重ね合わされた積層体からなるが、その長さが第２の板ばね３の長さよりも短く形成されている。この第３の板バネ４は、第２の板バネ３の外面に積層されるように配置され、一端側４ａが第２の板バネ３の一端側３ａに固定されると共に、他端側４ｂがいずれにも固定されることなく、常態において、第２の板バネ３と次述するバネ動作規制部材８との間に挟持されるように配置されている（図２参照）。
【００１２】
バネ動作規制部材８は、図４に示すように、横断面略コ字状に形成されると共に、常態において、第３の板バネ４の外面側に位置する背板部８１は、その中途部から一方の端縁部８１ａまでが外方に反るように曲げ加工された傾斜面８１ｂを有して構成されている。このバネ動作規制部材８が、常態において、第３の板バネ４の他端側４ｂを覆うように設けられることにより、第１の板バネ２が所定角度の範囲まで屈曲する間においては、背板部８１の中途部から他方の端縁部８１ｃまでの部位により、第２の板バネ３及び第３の板バネ４の動きが規制され、第１の板バネ２が屈曲しても、第２の板バネ３及び第３の板バネ４の各他端側３ｂ，４ｂが外方に反り返ることなく、第１の板バネ２の他端側２ｂとの間に所定の間隔を維持することができる。第１の板バネ２が所定角度の範囲を超えて屈曲したときには、図３に示すように、第３の板バネ４の他端側４ｂが第２の板バネ３と背板部８１との間から外れるため、バネ動作規制部材８の同部位により、第２の板バネ３のみの動きが規制され、第１の板バネ２がさらに屈曲した場合でも、第２の板バネ３の他端側３ｂと第１の板バネ２の他端側２ｂとの間に所定の間隔を維持することができる。
【００１３】
図２及び図３に基づきヒンジ機構１の作用を説明する。
ヒンジ機構１は、第１の板バネ２の他端側２ｂ外面に設けられた取付板５を開閉体の支持枠の背面（例えば、コピー機本体の背面板）に固定すると共に、第１の板バネ２、第２の板バネ３及び第３の板バネ４の各一端側２ａ，３ａ，４ａを開閉体に固定して使用される。開閉体が該開閉体の支持枠に対して約９０゜の角度で開いている状態（常態）においては、ヒンジ機構１は略垂直状態で起立している。
【００１４】
一方、開閉体を閉じる際には、開閉体の閉成角度が該開閉体の支持枠に対して所定の角度の範囲、例えば、約９０゜から約１５゜までの間においては、閉成方向に回転する開閉体の回転動作に従って、第１の板バネ２が屈曲していくと、一端側３ａが第１の板バネ２の一端側２ａに連結部材７を介して連結された第２の板バネ３及び一端側４ａが第２の板バネ３の一端側３ａに固定された第３の板バネ４も共に屈曲していく。この場合に、開閉体は、第１の板バネ２、第２の板バネ３及び第３の板バネ４の弾力により、開放方向に付勢されながら閉じていく一方、第１の板バネ２と第２の板バネ３とが、所定の間隔をおいて配設され、かつ第１の板バネ２の一端側２ａと第２の板バネ３の一端側３ａが連結されているため、第１の板バネ２が小さな弧を描くように屈曲するのに対して、第２の板バネ３はそれよりも大きな弧を描くように屈曲する。そのため、第２の板バネ３の他端側３ｂ端部が上方に引き上げられる。また、さらに、第２の板バネ３の一端側３ａと第３の板バネ４の一端側４ａが固定されているため、第３の板バネ４の他端側４ｂ端部も上方へと引き上げられる。
【００１５】
そして、開閉体の閉成角度が該開閉体の支持枠に対して所定の角度、例えば、約１５゜の地点に至る辺りでは、第１の板バネ２、第２の板バネ３及び第３の板バネ４の弾力が、開閉体の自重とつり合った状態となり、そのままでは開閉体が完全に閉じない状態となる。しかし、この場合に、第１の板バネ２、第２の板バネ３及び第３の板バネ４が屈曲することにより、第３の板バネ４の他端側４ｂ端部が上方へと引き上げられて、開閉体の閉成角度が所定の角度、例えば、約１５°の辺りで、図３に示すように、第３の板バネ４の他端側４ｂが第２の板バネ３とバネ動作規制部材８の背板部８１との間から外れ、バネ動作規制部材８の一方の端縁部８１ａ方向に傾斜面８１ｂに沿って逃げるため、第３の板バネ４の弾力がなくなり、開閉体を付勢する力が低下する。そのため、開閉体は、第３の板バネ４の弾力を除く、第１の板バネ２及び第２の板バネ３の弾力により、その後もゆっくりと回転動作をし続け完全に閉じる。
【００１６】
また、次に開閉体を開く際には、開閉体が第１の板バネ２、第２の板バネ３及び第３の板バネ４により開放方向に付勢されるため、開閉体を小さい力で開くことが可能となる。なお、この場合に、第３の板バネ４の他端側４ｂは、開放方向に回転する開閉体の回転動作に従って、その端部がバネ動作規制部材８の傾斜面８１ｂに沿って移動して、元の位置、すなわち、第２の板バネ３とバネ動作規制部材８との間に収まり、再び挟持される。
【００１７】
次に、第２の実施の形態に係るヒンジ機構１’について説明する。
ヒンジ機構１’は、図５に示すように、第１の板バネ２’の他端側２ｂ’に、ショックアブソーバ１０を固定するための略Ｌ字形の固定部材１３，１４が配設され、該固定部材１３，１４間に、ショックアブソーバ１０の本体ケース１２が挟み込まれるようにして、ショックアブソーバ１０が取り付けられている。
【００１８】
なお、本実施の形態では、第１の板バネ２’が屈曲した際に、ショックアブソーバ１０のピストンロッド１１に、後述する第２の板バネ３’の当接部３１’が当接して、ピストンロッド１１を本体ケース１２に押し込むことにより、ショックアブソーバ１０を作動させるべく、ショックアブソーバ１０が、そのピストンロッド１１を下に向けて第１の板バネ２’の他端側２ｂ’に固定されているが、その逆に、ピストンロッド１１を上に向けてショックアブソーバ１０を第１の板バネ２’の他端側２ｂ’に固定することもできる。この場合には、ショックアブソーバ１０の本体ケース１２を第１の板バネ２’の他端側２ｂ’に可動に配設すると共に、ピストンロッド１１を固定して、後述する第２の板バネ３’の当接部３１’が本体ケース１２に当接することにより、ピストンロッド１１を本体ケース１２に対して相対的に押し込む方向に動作させ、これにより、ショックアブソーバ１０を作動させる。また、ショックアブソーバ１０として、ロングストロークのものを採用し、後述する第２の板バネ３’の当接部３１’を、常にピストンロッド１１又は本体ケース１２に接触させ、第１の板バネ２’の屈曲に対応して、ピストンロッド１１を本体ケース１２に対して相対的に押し込む方向に動作させてもよい。なお、上記したショックアブソーバ１０としては、油圧、スプリング、空気圧等を利用したものなど、従来公知のものを用いることができる。
【００１９】
第２の板バネ３’の他端側３ｂ’には、当接部３１’が設けられている。この当接部３１’は、ショックアブソーバ１０のピストンロッド１１又は本体ケース１２に当接して、ピストンロッド１１を本体ケース１２に対して相対的に押し込む方向に動作させるものであることから、その機能を果たし得る限り、形状等は特に限定されるものではなく、例えば、第２の板バネ３’の他端側３ｂ’端部を略Ｌ字状に曲げ加工して形成されたものであってもよい。なお、本実施の形態では、当接部３１’として、Ｌ形鋼アングルを用い、これが第２の板バネ３’の他端側３ｂ’端部に溶接等により接合されている。
また、第２の板バネ３’の他端側３ｂ’には、第２の板バネ３’の動きを規制すべく、バネ動作規制部材８’が設けられているが、このバネ動作規制部材８’は、背板板８１’が曲げ加工されることなく、平坦に成形されている。
【００２０】
また、上記した第１の実施の形態に係るヒンジ機構１と同様に、第１の板バネ２’と第２の板バネ３’との間隙（すなわち、連結部材７’とショックアブソーバ１０との間に形成される空間）には、両者を常に所定の間隔に維持することができる間隔維持部材９’が配設されている。これにより、第２の板バネ３’の他端側３ｂ’端部に設けられた当接部３１’が、ショックアブソーバ１０のピストンロッド１１を押し込む際のストロークを一定とすることができるので、ヒンジ機構１’が発揮する制動力を向上させ、かつ安定させることができる。すなわち、かかる間隙内に何も介在させない場合には、第１の板バネ２’が屈曲した際に、第１の板バネ２’と、該第１の板バネ２’の屈曲に合わせて屈曲する第２の板バネ３’との間隔を一定に保つことができず、このため、第２の板バネ３’の他端側３ｂ’端部に設けられた当接部３１’が、ショックアブソーバ１０のピストンロッド１１を押し込む際のストロークが減少してしまうので、ヒンジ機構１’の発揮する制動力が低下し、かつ不安定なものとなる。なお、この間隔維持部材９’としては、上記したヒンジ機構１の間隔維持部材９と同様のものを用いることができる。
【００２１】
図５及び図６に基づきヒンジ機構１’の作用を説明する。
ヒンジ機構１’は、第１の板バネ２’の他端側２ｂ’外面に設けられた取付板５’を開閉体の支持枠の背面（例えば、コピー機本体の背面板）に固定すると共に、第１の板バネ２’及び第２の板バネ３’の各一端側２ａ’，３ａ’を開閉体に固定して使用される。開閉体が該開閉体の支持枠に対して約９０゜の角度で開いている状態（常態）においては、図５に示すように、ヒンジ機構１’は略垂直状態で起立している。この場合、第２の板バネ３’の他端側３ｂ’端部に設けられた当接部３１’は、第１の板バネ２’の他端側２ｂ’に固定されたショックアブソーバ１０のピストンロッド１１から離間している。
【００２２】
一方、開閉体を閉じる際には、開閉体の閉成角度が該開閉体の支持枠に対して所定の角度の範囲、例えば、約９０゜から約３０゜までの間においては、閉成方向に回転する開閉体の回転動作に従って、第１の板バネ２’が屈曲していくと共に、一端側３ａ’が第１の板バネ２’の一端側２ａ’に連結部材７’を介して連結された第２の板バネ３’も屈曲していく。この場合に、開閉体は、第１の板バネ２’と第２の板バネ３’の弾力により、開放方向に付勢されながら閉じていく一方、第１の板バネ２’と第２の板バネ３’とが、所定の間隔をおいて配設され、かつ第１の板バネ２’及び第２の板バネ３’の各一端側２ａ’，３ａ’が連結されているため、第１の板バネ２’が小さな弧を描くように屈曲するのに対して、第２の板バネ３’はそれよりも大きな弧を描くように屈曲する。そのため、第２の板バネ３’の他端側３ｂ’端部が上方に引き上げられると共に、該他端側３ｂ’端部に設けられた当接部３１’が、ショックアブソーバ１０のピストンロッド１１に向かって上方へと移動していく。
【００２３】
そして、開閉体の閉成角度が該開閉体の支持枠に対して所定の角度、例えば、約３０゜の地点に至る辺りから、第１の板バネ２’と第２の板バネ３’の弾力よりも開閉体の自重が勝るようになり、第１の板バネ２’と第２の板バネ３’の弾力のみでは開閉体の回転動作を十分に遅動させることができなくなる。しかし、この場合に、第１の板バネ２’及び第２の板バネ３’が屈曲することにより、第２の板バネ３’の当接部３１’が上方へと引き上げられて、開閉体の閉成角度が所定の角度、例えば、約３０°の辺りでショックアブソーバ１０のピストンロッド１１に当接し、さらに第２の板バネ３’が屈曲していくことで、該ピストンロッド１１をショックアブソーバ１０の本体ケース１２に押し込んでいく。そして、その後は、図６に示すように、開閉体が完全に閉じるまで、当接部３１’がピストンロッド１１を本体ケース１２にさらに押し込みショックアブソーバ１０を作動させるため、開閉体は、第１の板バネ２’及び第２の板バネ３’の弾力と、ショックアブソーバ１０の抗力とにより、その回転動作が緩慢となり、ゆっくりと完全に閉じる。また、次に開閉体を開く際には、開閉体が第１の板バネ２’及び第２の板バネ３’により開放方向に付勢されるため、開閉体を小さい力で開くことが可能となる。
【００２４】
次に、第３の実施の形態に係るヒンジ機構１”を説明する。
ヒンジ機構１”には、上記した第１の実施の形態に係るヒンジ機構１と同様に、その長さが第２の板バネ３”の長さよりも短く形成されると共に、一端側４ａ’が第２の板バネ３”の一端側３ａ”に固定され、他端側４ｂ’がいずれにも固定されることなく、常態において、第２の板バネ３”とバネ動作規制部材８”との間に挟持されるように配置される第３の板バネ４’が設けられている。また、バネ動作規制部材８”として、上記した第１の実施の形態に係るヒンジ機構１のバネ動作規制部材８と同じ、常態において第３の板バネ４”の外面側に位置する背板部８１”に傾斜面８１ｂ”が設けられたものが用いられている。
【００２５】
このヒンジ機構１”は、第１の板バネ２”の他端側２ｂ”外面に設けられた取付板５”を開閉体の支持枠の背面（例えば、コピー機本体の背面板）に固定すると共に、第１の板バネ２”、第２の板バネ３”及び第３の板バネ４’の各一端側２ａ”，３ａ”，４ａ’を開閉体に固定して使用される。開閉体が該開閉体の支持枠に対して約９０゜の角度で開いている状態（常態）においては、ヒンジ機構１”は略垂直状態で起立し、この場合、第２の板バネ３”の他端側３ｂ”端部に設けられた当接部３１”は、第１の板バネ２”の他端側２ｂ”に固定されたショックアブソーバ１０’のピストンロッド１１’から離間している。
【００２６】
一方、開閉体を閉じる際には、開閉体の閉成角度が該開閉体の支持枠に対して所定の角度の範囲、例えば、約９０゜から約３０゜までの間においては、閉成方向に回転する開閉体の回転動作に従って、第１の板バネ２”が屈曲していくと、一端側３ａ”が第１の板バネ２”の一端側２ａ”に連結部材７”を介して連結された第２の板バネ３”及び一端側４ａ’が第２の板バネ３”の一端側３ａ”に固定された第３の板バネ４’も共に屈曲していく。この場合に、開閉体は、第１の板バネ２”、第２の板バネ３”及び第３の板バネ４’の弾力により、開放方向に付勢されながら閉じていく一方、第１の板バネ２”と第２の板バネ３”とが、所定の間隔をおいて配設され、かつ第１の板バネ２”及び第２の板バネ３”の各一端側２ａ”，３ａ”が連結されているため、第１の板バネ２”が小さな弧を描くように屈曲するのに対して、第２の板バネ３”はそれよりも大きな弧を描くように屈曲する。そのため、第２の板バネ３”の他端側３ｂ”端部が上方に引き上げられると共に、該他端側３ｂ”端部に設けられた当接部３１”が、ショックアブソーバ１０’のピストンロッド１１’に向かって上方へと移動していく。また、さらに、第２の板バネ３”と第３の板バネ４’の各一端側３ａ”，４ａ’が固定されているため、第３の板バネ４’の他端側４ｂ’端部も上方へと引き上げられる。
【００２７】
そして、開閉体の閉成角度が該開閉体の支持枠に対して所定の角度、例えば、約３０゜の地点に至る辺りから、第２の板バネ３”の当接部３１”がショックアブソーバ１０’のピストンロッド１１’に当接し、さらに第２の板バネ３”が屈曲していくことで、該ピストンロッド１１’をショックアブソーバ１０’の本体ケース１２’に押し込んでいき、ショックアブソーバ１０’を作動させるため、開閉体の回転動作を緩慢なものとさせる。
【００２８】
そして、さらに、開閉体の閉成角度が該開閉体の支持枠に対して所定の角度、例えば、約１５゜の地点に至る辺りでは、第１の板バネ２”、第２の板バネ３”及び第３の板バネ４’の弾力とショックアブソーバ１０’の抗力とを合わせた開閉体を付勢する力が、開閉体の自重とつり合った状態となり、開閉体の回転動作が停止して、開閉体が完全に閉じない状態となる。しかし、この場合に、第１の板バネ２”、第２の板バネ３”及び第３の板バネ４’が屈曲することにより、第３の板バネ４’の他端側４ｂ’端部が上方へと引き上げられて、開閉体の閉成角度が所定の角度、例えば、約１５°の辺りで、図７に示すように、第３の板バネ４’の他端側４ｂ’が第２の板バネ３”とバネ動作規制部材８”の背板部８１”との間から外れ、バネ動作規制部材８”の一方の端縁部８１ａ”方向に傾斜面８１ｂ”に沿って逃げるため、第３の板バネ４’の弾力がなくなり、開閉体を付勢する力が低下する。そのため、開閉体は、第３の板バネ４’の弾力を除く、第１の板バネ２”及び第２の板バネ３”の弾力と、ショックアブソーバ１０’の抗力とにより、その後もゆっくりと回転動作をし続け完全に閉じる。
また、次に開閉体を開く際には、開閉体が第１の板バネ２”、第２の板バネ３”及び第３の板バネ４’により開放方向に付勢されるため、開閉体をより小さい力で開くことが可能となる。なお、この場合に、第３の板バネ４’の他端側４ｂ’が、開放方向に回転する開閉体の回転動作に従って、その端部がバネ動作規制部材８”の傾斜面８１ｂ”に沿って移動し、元の位置、すなわち、第２の板バネ３”とバネ動作規制部材８”との間に収まり、再び挟持される点は、上記した第１の実施の形態に係るヒンジ機構１と同様である。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の請求項１記載のヒンジ機構は、一端側が開閉体に、他端側が該開閉体の支持体にそれぞれ連結される第１の板バネと、該第１の板バネとの間に所定の間隔をおいて対向して設けられ、一端側が第１の板バネの一端側に連結される第２の板バネと、長さが該第２の板ばねの長さよりも短く形成されて成り、第２の板バネの外面に積層され、一端側が第２の板バネの一端側に固定されて配設される第３の板バネと、背板部がその中途部から外方に反るように曲げ加工された傾斜面を有し、該第２の板バネの他端側に、該傾斜面が第２の板バネの一端側に向くように、かつ、常態において該第３の板バネの他端側を第２の板バネと背板部との間に挟持し、該第１の板バネが所定の角度屈曲すると、第３の板バネの他端側が第２の板バネと背板部との間から外れ、傾斜面に接するように設けられたバネ動作規制部材とを有して構成されている。これにより、簡素な構成でありながら開閉体が閉じる際の回転動作を遅動させることができる。また、開閉体の閉成角度が該開閉体の支持枠に対して所定の角度に至り、第１の板バネ、第２の板バネ及び第３の板バネの弾力が、開閉体の自重とつり合った状態となり、そのままでは開閉体が完全に閉じない状態となっても、第３の板バネの他端側が第２の板バネとバネ動作規制部材の背板部との間から外れるため、それにより、各板バネによる開閉体を付勢する力を低下させることができる。その結果、開閉体が最後までゆっくりと閉じるようにすることができる。また、次に開閉体を開く際には、開閉体が第１の板バネ、第２の板バネ及び第３の板バネにより開放方向に付勢されているため、開閉体を小さい力で開くことができる。さらに、このように簡素な構成としたことにより、部品点数が減少し、製作コストを低くすることができる。
【００３０】
本発明の請求項２記載のヒンジ機構は、一端側が開閉体に、他端側が該開閉体の支持体にそれぞれ連結され、該他端側にショックアブソーバが固定される第１の板バネと、該第１の板バネとの間に所定の間隔をおいて対向して設けられ、一端側が第１の板バネの一端側に連結され、他端側に第１の板バネが屈曲した際に該ショックアブソーバのピストンロッドを本体ケースに対して相対的に押し込む方向に動作させる当接部を有する第２の板バネと、該第２の板バネの他端側を覆うように設けられ、第２の板バネの動きを規制するバネ動作規制部材とを有して構成されている。これにより、簡素な構成でありながら開閉体が閉じる際の回転動作を遅動させることができる。また、開閉体の閉成角度が該開閉体の支持枠に対して所定の角度に至り、第１の板バネと第２の板バネの弾力よりも開閉体の自重が勝るようになり、第１の板バネと第２の板バネの弾力のみでは開閉体の回転動作を十分に遅動させることができなくなっても、第２の板バネの当接部がショックアブソーバのピストンロッドを本体ケースに対して相対的に押し込む方向に動作させショックアブソーバを作動させるため、それにより、開閉体が最後までゆっくりと閉じるようにすることができる。また、次に開閉体を開く際には、開閉体が第１の板バネ及び第２の板バネにより開放方向に付勢されているため、開閉体を小さい力で開くことができる。さらに、このように簡素な構成としたことにより、部品点数が減少し、製作コストを低くすることができる。
【００３１】
本発明の請求項３記載のヒンジ機構は、一端側が開閉体に、他端側が該開閉体の支持体にそれぞれ連結され、該他端側にショックアブソーバが固定される第１の板バネと、該第１の板バネとの間に所定の間隔をおいて対向して設けられ、一端側が第１の板バネの一端側に連結され、他端側に第１の板バネが屈曲した際に該ショックアブソーバのピストンロッドを本体ケースに対して相対的に押し込む方向に動作させる当接部を有する第２の板バネと、長さが該第２の板ばねの長さよりも短く形成されて成り、第２の板バネの外面に積層され、一端側が第２の板バネの一端側に固定されて配設される第３の板バネと、背板部がその中途部から外方に反るように曲げ加工された傾斜面を有し、該第２の板バネの他端側に、該傾斜面が第２の板バネの一端側に向くように、かつ、常態において該第３の板バネの他端側を第２の板バネと背板部との間に挟持し、該第１の板バネが所定の角度屈曲すると、第３の板バネの他端側が第２の板バネと背板部との間から外れ、傾斜面に接するように設けられたバネ動作規制部材とを有して構成されている。これにより、簡素な構成でありながら開閉体が閉じる際の回転動作を遅動させることができる。また、開閉体の閉成角度が該開閉体の支持枠に対して所定の角度に至り、第１の板バネ、第２の板バネ及び第３の板バネの弾力が、開閉体の自重とつり合った状態となり、開閉体が完全に閉じない状態となっても、第３の板バネの他端側が第２の板バネとバネ動作規制部材の背板部との間から外れるため、それにより、各板バネによる開閉体を付勢する力を低下させることができる。その一方、その後はショックアブソーバにより衝撃を吸収するため、開閉体は最後までゆっくりと閉じる。また、次に開閉体を開く際には、開閉体が第１の板バネ、第２の板バネ及び第３の板バネにより開放方向に付勢されているため、開閉体を小さい力で開くことができる。さらに、このように簡素な構成としたことにより、部品点数が減少し、製作コストを低くすることができる。
【００３２】
本発明の請求項４記載のヒンジ機構は、請求項２又は３記載のヒンジ機構であって、第１の板バネが所定の角度に屈曲したときに、第２の板バネの当接部が、ショックアブソーバのピストンロッドを本体ケースに対して相対的に押し込む方向に動作させるように構成されている。これにより、閉成方向に回転動作する開閉体が所定の角度まで閉じた時点でショックアブソーバを作動させ、所定の制動力を発揮することができる。
【００３３】
本発明の請求項５記載のヒンジ機構は、請求項１〜４のいずれか１項記載のヒンジ機構であって、前記第１の板バネと第２の板バネとの間隙に、両者を常に所定間隔に維持する間隔維持部材が設けられている。これにより、第１の板バネと第２の板バネとを常に所定の間隔に維持することができるので、ヒンジ機構の動作を安定なものとすることができる。
【００３４】
本発明の請求項６記載のヒンジ機構は、請求項５記載のヒンジ機構であって、間隔維持部材が、外周面が前記第１の板バネと第２の板バネにそれぞれ接する程度の外径を有するローラから構成されている。これにより、第１の板バネと第２の板バネとが常に所定の間隔に維持されるほか、第１の板バネ及び第２の板バネの変形に合わせてローラが回転するため、両者の屈曲動作を円滑にすることができる。
【００３５】
本発明の請求項７記載のヒンジ機構は、請求項１〜６のいずれか１項記載のヒンジ機構であって、前記第１の板バネが所定角度以上に屈曲することを防止する支持板が設けられている。これにより、第１の板バネが屈曲した際に、この支持板に当接して支持されるため、第１の板バネが所定角度以上に屈曲することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るヒンジ機構を示す正面図である。
【図２】同実施の形態に係るヒンジ機構の断面図である。
【図３】同実施の形態に係るヒンジ機構の屈曲した状態を示す断面図である。
【図４】同実施の形態に係るヒンジ機構を構成するバネ動作規制部材を示す斜視図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係るヒンジ機構の断面図である。
【図６】同実施の形態に係るヒンジ機構の屈曲した状態を示す断面図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係るヒンジ機構の屈曲した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１，１’，１” ヒンジ機構
２，２’，２” 第１の板バネ
３，３’，３” 第２の板バネ
４，４’ 第３の板バネ
５，５’，５” 取付板
６，６’，６” 支持板
７，７’，７” 連結部材
８，８’，８” バネ動作規制部材
９，９’，９” 間隔維持部材
１０，１０’ ショックアブソーバ
Claims (7)
- 一端側が開閉体に、他端側が該開閉体の支持体にそれぞれ連結される第１の板バネと、
該第１の板バネとの間に所定の間隔をおいて対向して設けられ、一端側が第１の板バネの一端側に連結される第２の板バネと、
長さが該第２の板ばねの長さよりも短く形成されて成り、第２の板バネの外面に積層され、一端側が第２の板バネの一端側に固定されて配設される第３の板バネと、
背板部がその中途部から外方に反るように曲げ加工された傾斜面を有し、該第２の板バネの他端側に、該傾斜面が第２の板バネの一端側に向くように、かつ、常態において該第３の板バネの他端側を第２の板バネと背板部との間に挟持し、該第１の板バネが所定の角度屈曲すると、第３の板バネの他端側が第２の板バネと背板部との間から外れ、傾斜面に接するように設けられたバネ動作規制部材とを有することを特徴とするヒンジ機構。 - 一端側が開閉体に、他端側が該開閉体の支持体にそれぞれ連結され、該他端側にショックアブソーバが固定される第１の板バネと、
該第１の板バネとの間に所定の間隔をおいて対向して設けられ、一端側が第１の板バネの一端側に連結され、他端側に第１の板バネが屈曲した際に該ショックアブソーバのピストンロッドを本体ケースに対して相対的に押し込む方向に動作させる当接部を有する第２の板バネと、
該第２の板バネの他端側を覆うように設けられ、第２の板バネの動きを規制するバネ動作規制部材と
を有することを特徴とするヒンジ機構。 - 一端側が開閉体に、他端側が該開閉体の支持体にそれぞれ連結され、該他端側にショックアブソーバが固定される第１の板バネと、
該第１の板バネとの間に所定の間隔をおいて対向して設けられ、一端側が第１の板バネの一端側に連結され、他端側に第１の板バネが屈曲した際に該ショックアブソーバのピストンロッドを本体ケースに対して相対的に押し込む方向に動作させる当接部を有する第２の板バネと、
長さが該第２の板ばねの長さよりも短く形成されて成り、第２の板バネの外面に積層され、一端側が第２の板バネの一端側に固定されて配設される第３の板バネと、
背板部がその中途部から外方に反るように曲げ加工された傾斜面を有し、該第２の板バネの他端側に、該傾斜面が第２の板バネの一端側に向くように、かつ、常態において該第３の板バネの他端側を第２の板バネと背板部との間に挟持し、該第１の板バネが所定の角度屈曲すると、第３の板バネの他端側が第２の板バネと背板部との間から外れ、傾斜面に接するように設けられたバネ動作規制部材とを有することを特徴とするヒンジ機構。 - 請求項２又は３記載のヒンジ機構であって、前記第１の板バネが所定の角度に屈曲したときに、前記第２の板バネの当接部が、前記ショックアブソーバのピストンロッドを本体ケースに対して相対的に押し込む方向に動作させることを特徴とするヒンジ機構。
- 請求項１〜４のいずれか１項記載のヒンジ機構であって、前記第１の板バネと第２の板バネとの間隙に、両者を常に所定間隔に維持する間隔維持部材が設けられていることを特徴とするヒンジ機構。
- 請求項５記載のヒンジ機構であって、前記間隔維持部材が、外周面が前記第１の板バネと第２の板バネにそれぞれ接する程度の外径を有するローラであることを特徴とするヒンジ機構。
- 請求項１〜６のいずれか１項記載のヒンジ機構であって、前記第１の板バネが所定角度以上に屈曲することを防止する支持板が設けられていることを特徴とするヒンジ機構。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI731055B (zh) | 2016-04-01 | 2021-06-21 | 日商大和縫紉製造股份有限公司 | 高頻縫紉機 |
-
1998
- 1998-11-13 JP JP32328698A patent/JP4101952B2/ja not_active Expired - Fee Related
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