JP4204161B2 - 開閉体のヒンジ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機の原稿圧着板などの開閉体を任意の開き角度で停止保持させることのできるフリーストップ機能を備え、かつ厚物原稿の複写等にも適用できる開閉体のヒンジの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の開閉体のヒンジとして、例えば、特公平３−７４３７２号公報や特公平３−７４８１１号公報などに開示されているようなものがある。そこでは、複写機本体などのベースに取り付けられる固定側ヒンジ体と、この固定側ヒンジ体にヒンジピン回りに上下方向に回動自在に枢支連結され、前記ベースに対し上下方向に開閉回動自在に設置される開閉体の回動基端側に取り付けられる可動側ヒンジ体とを備えている。そして、固定側ヒンジ体と可動側ヒンジ体との間にカム機構と圧縮コイルばねを設け、これらカム機構と圧縮コイルばねとの協同作用により開閉体の重量による閉方向のモーメントとのバランスを保つことにより開閉体を任意の開き角度で停止保持させることができ、また可動側ヒンジ体を互いに屈折自在に枢支連結された第１支持部材と第２支持部材で構成することにより厚物原稿の複写にも対応できるものとしてある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、上記開閉体のヒンジでは圧縮コイルばね以外に、カム機構を必要とするが、カム機構を併用することにより組付けの部材点数及び工数を多く要し、構造の複雑化、大型化を招き、コスト高にもなっていた。
【０００４】
本発明の目的は、このような問題を解消するためになされたものであり、フリーストップ機能及び厚物原稿の複写等に対応できる機能を確保し得ながら上記カム機構の省略化を図ることにより組み付けの部材点数及び工数を減少でき、構造の簡素化、小形化を図れる開閉体のヒンジを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、図１ないし図４に例示するように、複写機本体などのベース１に対し開閉体２を上下方向に開閉回動自在に取り付けるヒンジであって、ベース１に取り付けられる固定側ヒンジ体４と、この固定側ヒンジ体４に、その回動基端側が第１ヒンジピン５回りに上下方向に回動自在に枢支連結された第１可動側ヒンジ体６と、この第１可動側ヒンジ体６の回動先端側に、回動先端部が開閉体２の回動半径方向内方に向くように第２ヒンジピン７回りに上下方向に回動自在に枢支連結され、開閉体２の回動基端側に取り付けられる第２可動側ヒンジ体８と、を備えていること、
固定側ヒンジ体４の前記第１ヒンジピン５よりも下方でかつ開閉体２の回動半径方向外方に偏した位置に、第１ストッパーピン１３が前記第１ヒンジピン５と平行に固定されており、第２可動側ヒンジ体８の前記第２ヒンジピン７よりも下方でかつ回動先端側に偏した位置に、第２ストッパーピン２４が前記第２ヒンジピン７と平行に固定されていること、
第１可動側ヒンジ体６に第１ヒンジスライダー１６と第２ヒンジスライダー１７がそれぞれ開閉体の回動半径方向に並べてその回動半径方向に移動自在に備えられていること、
第１ヒンジスライダー１６は開閉体２の回動半径方向と平行に横長に形成された第１横長溝１８と、この第１横長溝１８に対し直交するよう縦長に形成された第１縦長溝１９とを有し、第１横長溝１８に前記第１ヒンジピン５が、第１縦長溝１９に前記第１ストッパーピン１３がそれぞれ摺動自在に挿通されていること、
第２ヒンジスライダー１７は開閉体２の回動半径方向と平行に横長に形成された第２横長溝２１と、この第２横長溝２１に対し直交するよう縦長に形成された第２縦長溝２２とを有し、第２横長溝２１に前記第２ヒンジピン７が、第２縦長溝２２に前記第２ストッパーピン２４がそれぞれ摺動自在に挿通されていること、
第１ヒンジスライダー１６と第２ヒンジスライダー１７との対向面間に、常に、第１ヒンジスライダー１６を開閉体２の回動半径方向内方に、第２ヒンジスライダー１７を開閉体の回動半径方向外方にそれぞれ向けて押圧付勢して第１可動側ヒンジ体１６に開方向のモーメントを与える圧縮コイルばね２５が装着されていること、に特徴を有するものである。
【０００６】
【作用】
第１，２可動側ヒンジ体に作用する閉方向のモーメントは第２可動側ヒンジ体に取り付けられる開閉体の重量によって生じ、第１，２可動側ヒンジ体の開き角度が大きくなるとそのモーメントが小さくなり、逆に前記開き角度が小さくなるとそのモーメントが大きくなる。
いま、開閉体がこれの重量による閉方向のモーメントによって水平姿勢に閉じた状態においては、圧縮コイルばねは最も短く圧縮した状態にあり、第１ヒンジピンは第１ヒンジスライダーの第１横長溝内の開閉体回動半径方向の内方側端部に、第１ストッパーピンは第１縦長溝内の上端部にそれぞれ位置し、第２ヒンジピンは第２ヒンジスライダーの第２横長溝内の開閉体回動半径方向の内方側端部に、第２ストッパーピンは第２縦長溝内の下端部にそれぞれ位置している。
【０００７】
この状態から開閉体の重量による閉方向のモーメント及び第１ヒンジスライダーの第１縦長溝と第１ストッパーピンとの摺動面間で生じる摩擦力に抗して開閉体を開いてゆくと、圧縮コイルばねが次第に伸びてゆき、第１ヒンジスライダーは第１横長溝内の開閉体回動半径方向の内方側端部を第１ヒンジピンから、第１縦長溝内の上端部を第１ストッパーピンからそれぞれ次第に離して第１可動側ヒンジ体から開閉体回動半径方向内方へ移動して行く。このとき、圧縮コイルばねの付勢力による開方向のモーメントと、開閉体の重量による閉方向のモーメント及び第１ヒンジスライダーの第１縦長溝と第１ストッパーピンとの摺動による摩擦力とが釣り合うことによって開閉体を任意開き角度に停止保持させるフリーストップ機能が発揮される。
【０００８】
また、開閉体が大きく開くに従い第１ストッパーピンに対し摺動する第１縦長溝を介してモーメントの回転半径が大きくなるので、圧縮コイルばねは小さいばね力で足りることになる。
第１ヒンジスライダーの第１縦長溝が第１ストッパーピンに対し摺動することによりこの摺動面間での摩擦力を大きくとることができるので、フリーストップ効果、および開閉体の重量により生じる閉方向のモーメントによる急激な落下現象を防止するダンパー効果を高めることできる。
【０００９】
このように開閉体が或る角度に開かれ、ベース上に置かれる原稿等が厚物である場合には、開閉体を厚物原稿に対して押さえ付けると第２可動側ヒンジ体が第２ヒンジピン回りにその回動先端側を第１可動側ヒンジ体から上方へ離間する上向き方向に回動し、第２ストッパーピンが第２縦長溝内の下端部から上端部に向かって摺動し、第２ヒンジスライダーが圧縮コイルばねを少し圧縮させながら第１可動側ヒンジ体内を開閉体回動半径方向内方へ移動して行き、開閉体がこれの回動基端側をリフトアップされて厚物原稿に対して平行となり、開閉体が厚物原稿全体をベース上に均等な圧力分布で圧着する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る開閉体の全閉時におけるヒンジの縦断側面図、図２は開閉体の半開き時におけるヒンジの縦断側面図、図３は厚物原稿である場合の使用状態を示す縦断側面図、図４はヒンジの分解斜視図である。
【００１１】
図１において、１は複写機本体等のベース、２は原稿圧着板等の開閉体、３は本発明に係るヒンジで、ベース１に対して開閉体２を上下方向に開閉回動自在に取り付けている。ヒンジ３は、ベース１に図外のビスなどで取り付けられる固定側ヒンジ体４と、この固定側ヒンジ体４に、その回動基端側が第１ヒンジピン５まわりに上下方向に回動自在に枢支連結される第１可動側ヒンジ体６と、この第１可動側ヒンジ体６の回動先端側に、その回動先端部が開閉体２の回動半径方向内方に向くように第２ヒンジピン７まわりに上下方向に回動自在に枢支連結され、開閉体２の回動基端側に図外のビスなどで取り付けられる第２可動側ヒンジ体８と、を備えている。
【００１２】
図４に示すように、固定側ヒンジ体４は、ベース１に図外のビスなどで取り付けられる底板４ａと、この底板４ａの両端から立ち上げた側板４ｂ，４ｂとを有する形に形成され、側板４ｂ，４ｂの上端側に第１ヒンジピン枢支孔９，９を設けている。さらに、側板４ｂ，４ｂの、第１ヒンジピン枢支孔９，９よりも下方でかつ開閉体２の回動半径方向外方に偏した位置には、第１ストッパーピン支持孔１０，１０を設けている。
【００１３】
一方、第１可動側ヒンジ体６は、底板６ａと、この底板６ａの両側端から立ち上げた側板６ｂ，６ｂ、及びこの側板６ｂ，６ｂから内向きに底板６ａと平行に折曲したリップ６ｃ，６ｃとを有するリップ付き溝形断面に形成され、側板６ｂ，６ｂの回動基端側の一端に第１ヒンジピン枢支孔１１，１１を設け、側板６ｂ，６ｂの回動先端側の他端に第２ヒンジピン枢支孔１２，１２を設けている。この第１可動側ヒンジ体６は、側板６ｂ，６ｂの第１ヒンジピン枢支孔１１，１１を固定側ヒンジ体４の第１ヒンジピン枢支孔９，９に合わせてこれら枢支孔１１，９に第１ヒンジピン５を挿通することによって固定側ヒンジ体４に対し第１ヒンジピン５まわりに上下方向に回動自在に枢支連結される。固定側ヒンジ体４の側板４ｂ，４ｂの第１ストッパーピン支持孔１０，１０には、第１ストッパーピン１３が第１ヒンジピン５と平行に挿通固定される。
【００１４】
第２可動側ヒンジ体８は、開閉体２の回動基端側に図外のビスなどで取り付けられる上板８ａと、この上板８ａの両端から下方に折曲した側板８ｂ，８ｂとを有する溝形断面に形成され、側板８ｂ，８ｂの回動基端側に第２ヒンジピン枢支孔１４，１４を設けている。この第２可動側ヒンジ体８は、第１可動側ヒンジ体６に対して上板８ａが第１可動側ヒンジ体６のリップ６ｃ，６ｃの上側に、側板８ｂ，８ｂが第１可動側ヒンジ体６の側板６ｂ，６ｂの外側にそれぞれ重なり合うとともに、回動先端部が開閉体２の回動半径方向内方に向くように、互いに合致する第２ヒンジピン枢支孔１４，１２に第２ヒンジピン７を挿通することによって第１可動側ヒンジ体６に対し第２ヒンジピン７まわりに上下方向に回動自在に枢支連結される。さらに、側板８ｂ，８ｂの、第２ヒンジピン枢支孔１４，１４よりも下方でかつ回動先端側に偏した位置には、第２ストッパーピン支持孔１５，１５を設け、この第２ストッパーピン支持孔１５，１５に第２ストッパーピン２４が挿通固定される。
【００１５】
第１可動側ヒンジ体６には第１ヒンジスライダー１６と第２ヒンジスライダー１７がそれぞれ開閉体２の回動半径方向に並べてその回動半径方向に移動自在に備え付けられる。
第１ヒンジスライダー１６は耐摩耗性に優れるポリアセタール系樹脂やポリアミド系樹脂などで成形され、開閉体２の回動半径方向と平行に横長に形成された第１横長溝１８と、この第１横長溝１８の下方でかつ開閉体２の回動半径方向外方に偏した位置に第１横長溝１８に対し直交するよう縦長に形成された第１縦長溝１９とを有するとともに、ばね受け筒部２０を開閉体２の回動半径方向外方に向けて形成している。
【００１６】
第２ヒンジスライダー１７は第１ヒンジスライダー１６と同様に耐摩耗性に優れるポリアセタール系樹脂やポリアミド系樹脂などで成形され、開閉体２の回動半径方向と平行に横長に形成された第２横長溝２１と、この第２横長溝２１の下方でかつ開閉体２の回動半径方向内方に偏した位置に第２横長溝２１に対し直交するよう縦長に形成された第２縦長溝２２とを有するとともに、ばね受け壁部２３を開閉体２の回動半径方向内方に向けて形成している。
【００１７】
第１ヒンジスライダー１６は第１可動側ヒンジ体６の回動基端側の底板６ａとリップ６ｃとの間に開閉体２の回動半径方向に摺動自在に嵌合するとともに、第１横長溝１８に前記第１ヒンジピン５が、第１縦長溝１９に前記第１ストッパーピン１３がそれぞれ摺動自在に挿通される。第１可動側ヒンジ体６に対し第１ヒンジスライダー１６を開閉体２の回動半径方向に真直ぐに摺動案内させる手段としては、第１ヒンジスライダー１６の上面に凸部１６ａを設け、この凸部１６ａを第１可動側ヒンジ体６のリップ６ｃ，６ｃの対向端縁同士間の間隙に摺動自在に嵌合させる。
【００１８】
第２ヒンジスライダー１７は第１可動側ヒンジ体６の回動先端側の底板６ａとリップ６ｃとの間に開閉体２の回動半径方向に摺動自在に嵌合するとともに、第２横長溝２１に前記第２ヒンジピン７が、第２縦長溝２２に前記第２ストッパーピン２４がそれぞれ摺動自在に挿通される。第１可動側ヒンジ体６に対し第２ヒンジスライダー１７を開閉体２の回動半径方向に真直ぐに摺動案内させる手段としては、第２ヒンジスライダー１７の上面に凸部１７ａを設け、この凸部１７ａを第１可動側ヒンジ体６のリップ６ｃ，６ｃの対向端縁の切欠部６ｄ，６ｄ同士間の間隙に摺動自在に嵌合させる。
【００１９】
第１ヒンジスライダー１６のばね受け筒部２０と第２ヒンジスライダー１７のばね受け壁部２３との間に圧縮コイルばね２５を介在させる。この圧縮コイルばね２５は、常時、第１ヒンジスライダー１６を開閉体２の回動半径方向内方に向けて押圧付勢することによって第１可動側ヒンジ体６に開方向のモーメントを付与する。
【００２０】
次に、固定側ヒンジ体４をベース１に、第２可動側ヒンジ体８を開閉体２の回動基端側にそれぞれ取り付けた上記構成のヒンジ３の作動について説明する。
図１は開閉体２が水平姿勢に全閉した状態図を示している。この状態では、圧縮コイルばね２５は圧縮した状態にあり、第１ヒンジピン５は第１ヒンジスライダー１６の第１横長溝１８内の開閉体回動半径方向の内方側端部１８ａに、第１ストッパーピン１３は第１縦長溝１９内の上端部１９ａにそれぞれ位置している。一方、第２ヒンジピン７は第２ヒンジスライダー１７の第２横長溝２１内の開閉体回動半径方向の内方側端部２１ａに、第２ストッパーピン２４は第２縦長溝２２内の下端部２２ａにそれぞれ位置している。
この開閉体２の水平姿勢に全閉した状態は、開閉体２の重量によって生じる閉方向のモーメントの大きさと、圧縮コイルばね２５の付勢力によって生じる開方向のモーメントの大きさとが均衡を保つことにより保持される。
【００２１】
この全閉状態から開閉体２の重量による閉方向のモーメント及び第１ヒンジスライダー１６の第１縦長溝１９と第１ストッパーピン１３との摺動面間で生じる摩擦力に抗して開閉体２を、図２に示すごとく第１ヒンジピン５まわりに上方（ａ矢視方向）へ開いてゆくと、圧縮コイルばね２５が次第に伸びてゆき、第１ヒンジスライダー１６は第１横長溝１８内の開閉体回動半径方向の内方側端部１８ａを第１ヒンジピン５から、第１縦長溝１９内の上端部１９ａを第１ストッパーピン１３からそれぞれ次第に離して第１可動側ヒンジ体６から開閉体回動半径方向内方（ｂ矢視方向）へ移動して行く。このとき、圧縮コイルばね２５の付勢力による開方向のモーメントと、開閉体２の重量による閉方向のモーメント及び第１ヒンジスライダー１６の第１縦長溝１９と第１ストッパーピン１３との摺動面間で生じる摩擦力とが釣り合うことによって開閉体２を或る開き角度の範囲、例えば２０゜〜６０゜の開き角度の範囲内で任意に停止保持させることができ、つまりフリーストップ機能を発揮することができる。
【００２２】
このように開閉体２が大きく開くに従い第１ストッパーピン１３に対し摺動する第１縦長溝１９を介してモーメントの回転半径ｒ₂ が大きくなる（図２参照）。したがって、圧縮コイルばね２５は小さいばね力で足り、それだけヒンジ３全体の小形化に寄与できる。
【００２３】
第１ヒンジスライダー１６の第１縦長溝１９が第１ストッパーピン１３に対し摺動することによりこの摺動面間で摩擦力を大きくとることができる。したがって、この摩擦力により前記フリーストップ効果を高めるとともに、開閉体２を閉じるときはその開閉体２が重い場合も落下速度を落してゆっくり閉じて行き、開閉体２の重量により生じる閉方向のモーメントによる急激な落下は防止され、その開閉体２とベース１との間で手をはさむなどの事故を防ぐことができる。
【００２４】
このように開閉体２が或る角度に開かれ、ベース１上に置かれる原稿等が厚物である場合には、図３に示すように、開閉体２を厚物原稿Ｐに対して押さえ付けると第２可動側ヒンジ体８が第２ヒンジピン７回りにその回動先端側を第１可動側ヒンジ体６から上方へ離間する上向き方向（ｃ矢視方向）に回動し、第２ストッパーピン２４が第２縦長溝２２内の下端部２２ａから上端部に向かって摺動し、第２ヒンジスライダー１７が圧縮コイルばね２５を少し圧縮させながら第１可動側ヒンジ体６内を開閉体回動半径方向内方（ｄ矢視方向）へ移動して行き、開閉体２がこれの回動基端側をリフトアップされて厚物原稿Ｐに対して平行となり、開閉体２が厚物原稿Ｐ全体をベース１上に均等な圧力で圧着することができる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、開閉体の開閉に伴い固定側ヒンジ体の第１ストッパーピンに対し第１可動側ヒンジ体側の第１ヒンジスライダーの第１縦長溝を摺動させる機構を採用することにより、従来のヒンジのごときカム機構を省略することができ、それだけフリーストップ機能を有するヒンジの組み付け部材点数及び組み付け工数の減少、およびヒンジ全体の小形化を図ることができる。また、第１ヒンジスライダーの第１縦長溝と第１ストッパーピンとの組み合わせによれば、カム機構のような加工精度がさほど要求されず、簡単に組み立て加工することができて有利である。
【００２６】
さらに本発明では、厚物原稿の複写などにもよく対応できるように、開閉体の回動基端側に取り付けられる第２可動側ヒンジ体の回動基端側を第１可動側ヒンジ体の回動先端側に第２ヒンジピン回りに上下方向に回動自在に枢支連結する一方、第１可動側ヒンジ体に互いに直交する第２縦横長溝を有する第２ヒンジスライダーを第１ヒンジスライダーに前記圧縮コイルばねを介して並べて備えるとともに、第２横長溝を第２ヒンジピンに、第２縦長溝を第２可動側ヒンジ体上の第２ストッパーピンにそれぞれ摺動自在に挿通させる、という開閉体のリフトアップ機構を備えており、この機構は従来のヒンジのごときカム機構を利用するものに比べて簡単に組み立てることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】開閉体の全閉時におけるヒンジの縦断側面図である。
【図２】開閉体の半開き時におけるヒンジの縦断側面図である。
【図３】厚物原稿である場合の使用状態を示す縦断側面図である。
【図４】ヒンジの分解斜視図である。
【符号の説明】
１ ベース
２ 開閉体
３ ヒンジ
４ 固定側ヒンジ体
５ 第１ヒンジピン
６ 第１可動側ヒンジ体
７ 第２ヒンジピン
８ 第２可動側ヒンジ体
１３ 第１ストッパーピン
１６ 第１ヒンジスライダー
１７ 第２ヒンジスライダー
１８ 第１横長溝
１９ 第１縦長溝
２１ 第２横長溝
２２ 第２縦長溝
２４ 第２ストッパーピン
２５ 圧縮コイルばね

Claims (1)

1. 複写機本体などのベースに対し開閉体を上下方向に開閉回動
   自在に取り付けるヒンジであって、
   前記ベースに取り付けられる固定側ヒンジ体と、この固定側ヒンジ体に、その回動基端側が第１ヒンジピン回りに上下方向に回動自在に枢支連結された第１可動側ヒンジ体と、この第１可動側ヒンジ体の回動先端側に、回動先端部が開閉体の回動半径方向内方に向くように第２ヒンジピン回りに上下方向に回動自在に枢支連結され、前記開閉体の回動基端側に取り付けられる第２可動側ヒンジ体と、を備えており、
   固定側ヒンジ体の前記第１ヒンジピンよりも下方でかつ開閉体の回動半径方向外方に偏した位置に、第１ストッパーピンが前記第１ヒンジピンと平行に固定されており、
   第２可動側ヒンジ体の前記第２ヒンジピンよりも下方でかつ回動先端側に偏した位置に、第２ストッパーピンが前記第２ヒンジピンと平行に固定されており、
   第１可動側ヒンジ体に第１ヒンジスライダーと第２ヒンジスライダーがそれぞれ開閉体の回動半径方向に並べてその回動半径方向に移動自在に備えられており、
   第１ヒンジスライダーは開閉体の回動半径方向と平行に横長に形成された第１横長溝と、この第１横長溝に対し直交するよう縦長に形成された第１縦長溝とを有し、第１横長溝に前記第１ヒンジピンが、第１縦長溝に前記第１ストッパーピンがそれぞれ摺動自在に挿通されており、
   第２ヒンジスライダーは開閉体の回動半径方向と平行に横長に形成された第２横長溝と、この第２横長溝に対し直交するよう縦長に形成された第２縦長溝とを有し、第２横長溝に前記第２ヒンジピンが、第２縦長溝に前記第２ストッパーピンがそれぞれ摺動自在に挿通されており、
   第１ヒンジスライダーと第２ヒンジスライダーとの対向面間に、常に、第１ヒンジスライダーを開閉体の回動半径方向内方に、第２ヒンジスライダーを開閉体の回動半径方向外方にそれぞれ向けて押圧付勢して第１可動側ヒンジ体に開方向のモーメントを与える圧縮コイルばねが装着されていることを特徴とする開閉体のヒンジ。

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