JP4512416B2

JP4512416B2 - 開閉部材の自動開閉装置

Info

Publication number: JP4512416B2
Application number: JP2004142151A
Authority: JP
Inventors: 勉勝又
Original assignee: Simotec Co Ltd
Current assignee: Simotec Co Ltd
Priority date: 2004-05-12
Filing date: 2004-05-12
Publication date: 2010-07-28
Anticipated expiration: 2024-05-12
Also published as: JP2005325523A

Description

本発明は、原稿圧着板やＡＤＦなど、特に重くてしかも上下方向に開閉する開閉部材を容易に開くことができ、かつ安全に閉じることができる、開閉部材の自動開閉装置に関するものである。

従来、複写機等の装置本体に取り付けられる取付部材と、該取付部材に回動自在に枢着されると共に原稿圧着板を支持する支持部材と、前記取付部材と支持部材の間に介挿されると共に前記原稿圧着板を開く方向に付勢する圧縮コイルバネから成る原稿圧着板の自動開閉装置があった。（例えば、特許文献１参照）

また従来、自動原稿送り装置（ＡＤＦ）を、複写機本体の側部に設けた回動手段により押し上げる開閉装置があった。（例えば、特許文献２参照）

上記自動原稿送り装置を、複写機本体の側部に設けた回動手段により押し上げるものは、大型で複雑であり、操作性は著しく悪く、また開閉装置がヒンジと全く別の機構としてあるため、設置性や保守性が悪いばかりでなく、原稿搬送部を遮断するレイアウトとなるため使用者の取り扱い性能も悪い等の欠点があった。
また、従来の複写機のＡＤＦや圧着板を電動式で自動的に開閉するものは、大型かつ高価である等の理由で実現できなかった。
しかし、ユーザの利便性から、例えばトイレの蓋が自動で開閉することが市場で受け入れられたことと、同様に、開閉の都度、ＡＤＦ等を持上げることから身体的負担を解放させたいニーズはあった。
したがって、小型軽量かつ安価な自動開閉装置の要望は、市場にはあった。
このような中で、従来の複写機の原稿圧着板において、特に自動送り装置（ＡＤＦ）を搭載するものは重量があり、車椅子に乗った障害者等がこれを持ち上げようとすると、その姿勢上の理由で負担になる等の問題点があった。さらに、１枚の原稿をコピーした場合など、原稿を置き忘れることがあった。
実用新案登録第２５８９７１４号公報特開２００４−２０８０４号公報

本発明が解決しようとする課題は、上記問題点を解消することができ、開閉部材を容易にかつ安全に開閉する開閉部材の自動開閉装置を提供することにある。

本発明の開閉部材の自動開閉装置は、複写機等の装置本体に取り付けられる取付部材と、該取付部材にヒンジ軸を介して回動自在に枢着されると共に原稿圧着板等の開閉部材を支持する支持アームと、前記取付部材と支持部材の間に介挿されると共に前記開閉部材を開く方向に付勢する圧縮コイルバネから成る開閉部材の自動開閉装置において、上記取付部材に、遊星歯車を有する増減速回転機構を設け、該増減速回転機構の一端側の高速回転軸にモーターを連結し、上記増減速回転機構の他端側の回転駆動体に低速回転軸を連結し、該低速回転軸と上記ヒンジ軸の間にクラッチ機構を介設し、該ヒンジ軸が上記支持アームの回動に伴って回転するように構成した、ことを特徴とする。また、上記クラッチ機構が、上記開閉部材の重量が上記圧縮コイルバネの付勢力に打ち勝って開閉部材が閉じる方向に回動する際に、上記ヒンジ軸の回転を上記低速回転軸に伝えると共に、開閉部材が開く方向に回動する際には、空転してヒンジ軸の回転を低速回転軸には伝えないように作動するように構成されることを特徴とする。さらに、上記増減速回転機構が、上記低速回転軸と一体的に回転すると共にオルダム継手を有する回転駆動体と、上記取付部材に設置されているギヤブロック内に形成された固定リングギヤに内接しながら転動すると共に前記回転駆動体のオルダム継手と摺動自在に係合する第１遊星ギヤと、該第１遊星ギヤを回転自在に軸支するクランク軸と、前記第１遊星ギヤと偏心して前記クランク軸に回転自在に軸支される第２遊星ギヤと、前記クランク軸に一体的に挿設された上記高速回転軸から構成されることを特徴とするか、あるいは、上記増減速回転機構が、上記低速回転軸と一体的に回転する駆動リングギヤと、該駆動リングギヤに内接しながら転動する小径遊星ギヤと、該小径遊星ギヤと一体に設けられると共に、上記取付部材に設置されているギヤブロック内に形成された固定リングギヤに内接しながら転動する大径遊星ギヤと、これら大小の遊星ギヤを回転自在に保持するキャリアと、上記大径遊星ギヤに噛み合う太陽ギヤと、該太陽ギヤに一体的に挿設された高速回転軸から構成されることを特徴とする。さらにまた、上記増減速回転機構とモーターが、上記取付部材に設置されているギヤブロック内に内蔵されていることを特徴とする。

１）原稿圧着板やＡＤＦなど、特に重くてしかも上下方向に開閉する開閉部材を容易に開くことができ、かつ安全に閉じることができる。
２）増減速回転機構とモーターをギヤブロック内に内臓することにより、省スペース、小型軽量化を図ることができる。これにより、従来どおりの、アームとスライダ部に圧縮バネを組み込んだ、手動式のカウンターバランス式のヒンジと兼用できる構造とすることができる。
３）遊星ギアにより増減速比を大きくとることができる構造(本実施例では、約４００倍の増減速比)であるため、駆動モーターとして極小トルクの安価な超小型モータを採用することができるため、従来装置に比べて装置全体が小型で省電力化ができる。
４）開閉時の身体的労力軽減を大きく図ることができる。特に、車椅子の障害者には利便性ある。
５）モーターを取り外す構造にした場合、モーターに代えて超小型のダンパ機能を付けた開閉ヒンジとして機能させることが可能な開閉部材とすることもできる。

図１および図２において、Ｐは原稿圧着板であって、自動開閉装置Ｈを介して、複写機等の装置本体Ｍに開閉自在に取り付けられている。上記自動開閉装置Ｈは、主として、上記装置本体Ｍに取り付けられている取付部材１と、該取付部材１にヒンジ軸２を介して回動自在に枢着されている支持アーム３と、該支持アーム３の先端部に支持軸４を介して回動自在に枢着されていると共に、上記原稿圧着板Ｐを取付け固定しているリフトアーム５から、構成されている。

上記支持アーム３内には第１スライダー６および第２スライダー７が長手方向に摺動自在に納められていると共に、これら第１、２スライダー６、７間には圧縮コイルバネ８が介挿されている。第１スライダー６のカムフォロア６ａは、上記取付部材１に設置されたカム部９に当接すると共に、第２スライダー７のカムフォロア７ａは、上記リフトアーム５の前側板５ａに当接している。なお、本発明における自動開閉装置Ｈは、上記構造に限定するものではなく、例えば、支持軸４およびリフトアーム５を省略し、上記原稿圧着板Ｐを支持アーム３に取付け固定するように構成する等、従来公知の構造のいずれでもよい。

上記ヒンジ軸２の一端側（図１において手前側）にはセクタギヤ１０が取り付けられている。図３に示すように、該セクタギヤ１０には、少なくとも所定角度（例えば２０°）に亘って歯１０ａが形成されている。該セクタギヤ１０は、クラッチギヤ１１を介して伝動ギヤ１２を回動させるようになっている。１３は低速回転軸である。上記クラッチギヤ１１は、上記セクタギヤ１０の歯１０ａに噛み合う歯１１ａと、該歯１１ａの内側に形成されたラチェット歯１１ｂと、該ラチェット歯１１ｂに係合するラチェット１１ｃと、該ラチェット１１ｃと共に回転する歯車部１１ｄから構成されている。従って、上記セクタギヤ１０が実線矢印方向（原稿圧着板Ｐが閉じる方向）に回転する時には、ラチェットギヤ１１ａがラチェット１１ｃと噛み合って実線矢印方向に回転することができるが、セクタギヤ１０が破線矢印方向（原稿圧着板Ｐが開く方向）に回転する時には、ラチェット１１ｃがラチェットギヤ１１ａから弾性的に逃げて、歯車部１１ｄが空回りするようになっている。なお、本発明のクラッチギヤ１１は上記構造に限定するものではなく、一方向には回転力を伝えるが逆方向には空回りする構造であれば、いずれの構造であってもよい。

図４および図５において、１４はギヤブロックであって、図１から明らかなように、上記取付部材１に設置されている。本実施例では、該取付部材１の上部に上記カム部９が一体的に形成されているが、別体として構成してもよい。上記ギヤブロック１４内には遊星歯車による増減速回転機構が納められている。

上記遊星歯車による増減速回転機構は、主として回転駆動体１５と、第１遊星ギヤ１６と、第２遊星ギヤ１７と、クランク軸１８と、高速回転軸１９と、固定リングギヤ２０から構成されている。上記回転駆動体１５は上記低速回転軸１３を介して伝動ギヤ１２と一体となって回転するようになっている。該回転駆動体１５の側面にはオルダム継手１５ａが付設してあって、上記第１遊星ギヤ１６のオルダム継手１６ａと摺動可能に係合している。第１遊星ギヤ１６と第２遊星ギヤ１７はクランク軸１８に回転可能に取り付けられていると共に、オルダム継手１６ｂおよび１７ａが摺動可能に係合している。図５（Ｂ）からも明らかなように、上記第１遊星ギヤ１６は高速回転軸１９の回転中心から偏心し、上記固定リングギヤ２０に内接しながら転動するように噛み合っている。

上記クランク軸１８には高速回転軸１９が一体的に取り付けられている。図４に示すように、該高速回転軸１９は、上記ギヤブロック１４内に取り付け固定されている固定板２１の中央穴２１ａに回転自在に挿通して、モーター２２の回転軸２２ａに連結されている。本実施例では、上記高速回転軸１９に係止杆１９ｂを突設して、これにモーター２２の回転軸２２ａに取り付けた連結部材２３を係合させることにより連結しているが、連結構造はこれに限定するものではない。

本実施例の装置は以上のように構成されているので、図１に示すような閉じた状態から、上記原稿圧着板Ｐを手で持ち上げようとすると、直ちに上記モーター２２のスイッチがＯＮして上記高速回転軸１９を回転させる。このスイッチとしては現在実用化されている光電スイッチでもよい。また操作部に開閉専用スイッチを設けても良い。ただし、ＡＤＦには、複写機本体側との閉状態スイッチまたは光電センサがあるため、その信号を利用してもよい。

上記高速回転軸１９が回転すると、クランク軸１８を介して第１遊星ギヤ１６と第２遊星ギヤ１７が固定リングギヤ２０内を転動する。この時、高速回転軸１９の回転は大幅に減速されて遊星ギヤ１６、１７に伝えられる。この減速の倍率は、固定リングギヤ２０の総歯数や、これと遊星ギヤ１６、１７の総歯数との差などの条件によって決まり、固定リングギヤ２０の総歯数が多いほど、また、ギヤ１６、１７とギヤ２０の歯数の差が小さいほど、減速倍率は大きくなる。以上のコンパクトな遊星歯車による増減速回転機構により、非常に大きな減速回転が得られる。

上記第１遊星ギヤ１６と第２遊星ギヤ１７の低速回転は、オルダム継手１５ａやオルダム継手１６ａおよび回転駆動体１５を介して低速回転軸１３に伝えられる。低速回転軸１３が回転すると、図３に示すように、伝動ギヤ１２が実線矢印方向に回転し、さらに、クラッチギヤ１１が実線矢印方向に回転する。クラッチギヤ１１が実線矢印方向に回転すると、これと一体に回転するラチェット１１ｃがラチェット歯１１ｂを押し、歯１１ａおよび歯１０ａを介してセクターギヤ１０を破線矢印向、すなわち、原稿圧着板Ｐを開く方向に押し上げる。原稿圧着板Ｐが所定角度以上に開くと、セクターギヤ１０の歯１０ａがクラッチギヤ１１の歯１１ｃから外れて、モーター２２による持ち上げ力が無くなると共に、上記圧縮コイルバネ８の弾発力と原稿圧着板Ｐの重力が釣り合って、開いた状態が保持される。

一方、原稿圧着板Ｐが開いた状態から閉じる方向に作動させると、原稿圧着板Ｐの重力が圧縮コイルバネ８の弾発力に打ち勝って、実線矢印方向への回転が加速しようとする。図３に示すように、原稿圧着板Ｐの加速力により、これに連動してセクターギヤ１０が回転し、その歯１０ａおよび歯１１ａを介してクラッチギヤ１１が実線矢印方向に回転し、さらに伝動ギヤ１２を実線矢印方向に回転せしめる。

図４に示すように、伝動ギヤ１２が回転すると、低速回転軸１３を介して回転駆動体１５が回転駆動される。回転駆動体１５が回転すると、オルダム継手１５ａおよび１６ａを介して第１遊星ギヤ１６が回転する。この回転伝動に際して、回転駆動体１５と第１遊星ギヤ１６の回転軸心は偏心しているので、オルダム継手１５ａとオルダム継手１６ａは相互に摺動しながら回転力を伝える。

図５（Ｂ）から明らかなように、固定リングギヤ２０の中心に位置する高速回転軸１９には、クランク軸１８が固定されており、該クランク軸１８には第１遊星ギヤ１６が回転自在に取り付けられているので、該第１遊星ギヤ１６が固定リングギヤ２０内を転動すると、クランク軸１８が逆方向に増速されて回転する。この増速の倍率は、固定リングギヤ２０の総歯数や、これと第１遊星ギヤ１６の総歯数との差などの条件によって決まり、固定リングギヤ２０の総歯数が多いほど、また、両ギヤ１６、２０の歯数の差が小さいほど、倍率は大きくなる。第２クランク軸１７も高速回転軸１９に対して逆方向に偏心し、固定リングギヤ２０内を転動する。第１遊星ギヤ１６と第２遊星ギヤ１７は同方向に同じ速度で回転するが、相互に逆方向に対称的に偏心しているので、オルダム継手１６ｂと１７ａは相互に摺動状態で係合することになる。以上のコンパクトな遊星歯車による増減速回転機構により、非常に大きな増速回転が得られる。

上記遊星歯車による増減速回転機構により増速回転する高速回転軸１９は、図４に示すように、係止杆１９ｂおよび連結部材２３を介してモーター２２を回転駆動して、その停動トルクにより制動力を受ける。この制動力は、上述の回転伝達経路を逆に辿って、原稿圧着板Ｐの落下を制動する反力となる。モーター２２は、原稿圧着板Ｐの回転に対して高速で回転するので、モーター２２の小さな制動力により、原稿圧着板Ｐを非常に大きな力で制動できることになる。

図６および図７は、遊星歯車による増減速回転機構の別の実施例を示すもので、駆動リングギヤ２５と、小径遊星ギヤ２６ａと大径遊星ギヤ２６ｂから成る複数（本実施例では４個）の遊星ギヤ２６と、該遊星ギヤ２６の支軸２７と、該支軸２７を介して遊星ギヤ２６を回転自在に支持するキャリア２８と、上記大径遊星ギヤ２６ｂが噛み合って転動する固定リングギヤ２９と、該大径遊星ギヤ２６ｂに噛み合う太陽ギヤ３０から構成されている。

上記駆動リングギヤ２５は、低速回転軸１３を介して上記伝動ギヤ１２に一体的に取り付けられており、その内歯２５ａが遊星ギヤ２６の小径ギヤ２６ａに噛み合っている。該小径遊星ギヤ２６ａと一体的に回転する大径遊星ギヤ２６ｂは、上記固定リングギヤ２９と噛み合って転動すると共に、太陽ギヤ３０を介して高速回転軸１９を回転駆動する。なお、上記小径遊星ギヤ２６ａは大径遊星ギヤ２６ｂに対して同じ径、あるいは大径としてもよい。

本実施例の増減速回転機構は以上のように構成されているので、上記駆動リングギヤ２５は、その内歯２５ａと噛み合っている第１遊星ギヤ２６ａを高速で回転駆動せしめる。第１遊星ギヤ２６ａが回転するとこれと一体の第２遊星ギヤ２６ｂが固定リングギヤ２９内を転動しながら回転する。同時に、第２遊星ギヤ２６ｂの回転は太陽ギヤ３０を介して高速回転軸１９に伝えられる。

本発明における遊星歯車による増減速回転機構は、上記実施例に限定するものではなく、遊星歯車を使用した増減速回転機構であって、コンパクトで高倍率で増速回転し得る構造であればいずれでもよい。
便座のヒンジ部や自動車のリアドアーなど、上下に開閉し、しかも特に重量のある開閉部材に利用できる。

本発明の自動開閉装置は、上記複写機に限定するものではなく、スキャナーの開閉蓋、便座のヒンジ部や自動車のリアドアーなど、上下に開閉し、しかも特に重量のある開閉部材に適用できる。

本発明の原稿圧着板の自動開閉装置の一実施例を示す断面図である。図１の装置の原稿圧着板を開いた状態の断面図である。本発明のクラッチギヤを中心にした回転伝達の説明図である。本発明の遊星歯車による増減速回転機構および増減速回転機構の一実施例を示す断面図である。図４の遊星歯車による増減速回転機構の分解斜視図である。本発明の遊星歯車による増減速回転機構および増減速回転機構の別の実施例を示す断面図である。図６の遊星歯車による増減速回転機構の分解斜視図である。

符号の説明

１取付部材
２ヒンジ軸
３支持アーム
４支持軸
５リフトアーム
５ａ前側板
６第１スライダー
６ａカムフォロア
７第２スライダー
７ａカムフォロア
８圧縮コイルバネ
９カム部
１０セクタギヤ
１０ａ歯
１１クラッチギヤ
１１ａ歯
１１ｂラチェット歯
１１ｃラチェット
１１ｄ歯車部
１２伝動ギヤ
１３低速回転軸
１４ギヤブロック
１５回転駆動体
１５ａオルダム継手
１６第１遊星ギヤ
１６ａオルダム継手
１６ｂオルダム継手
１７第２遊星ギヤ
１７ａオルダム継手
１８クランク軸
１９高速回転軸
１９ａフランジ
１９ｂ係止杆
２０固定リングギヤ
２１固定板
２１ａ中央穴
２２モーター
２２ａ回転軸
２３連結部材
２４調整ネジ
２５駆動リングギヤ
２５ａ内歯
２６遊星ギヤ
２６ａ第１遊星ギヤ
２６ｂ第２遊星ギヤ
２７支軸
２８キャリア
２９固定リングギヤ
３０太陽ギヤ
Ｈ自動開閉装置
Ｍ装置本体
Ｐ原稿圧着板

Claims

複写機等の装置本体に取り付けられる取付部材と、該取付部材にヒンジ軸を介して回動自在に枢着されると共に原稿圧着板等の開閉部材を支持する支持アームと、前記取付部材と支持部材の間に介挿されると共に前記開閉部材を開く方向に付勢する圧縮コイルバネから成る開閉部材の自動開閉装置において、上記取付部材に、遊星歯車を有する増減速回転機構を設け、該増減速回転機構の一端側の高速回転軸にモーターを連結し、上記増減速回転機構の他端側の回転駆動体に低速回転軸を連結し、該低速回転軸と上記ヒンジ軸の間にクラッチ機構を介設し、該ヒンジ軸が上記支持アームの回動に伴って回転するように構成した、ことを特徴とする開閉部材の自動開閉装置。
上記クラッチ機構が、上記開閉部材の重量が上記圧縮コイルバネの付勢力に打ち勝って開閉部材が閉じる方向に回動する際に、上記ヒンジ軸の回転を上記低速回転軸に伝えると共に、開閉部材が開く方向に回動する際には、空転してヒンジ軸の回転を低速回転軸には伝えないように作動するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の開閉部材の自動開閉装置。
上記増減速回転機構が、上記低速回転軸と一体的に回転すると共にオルダム継手を有する回転駆動体と、上記取付部材に設置されているギヤブロック内に形成された固定リングギヤに内接しながら転動すると共に前記回転駆動体のオルダム継手と摺動自在に係合する第１遊星ギヤと、該第１遊星ギヤを回転自在に軸支するクランク軸と、前記第１遊星ギヤと偏心して前記クランク軸に回転自在に軸支される第２遊星ギヤと、前記クランク軸に一体的に挿設された上記高速回転軸から構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の開閉部材の自動開閉装置。
上記増減速回転機構が、上記低速回転軸と一体的に回転する駆動リングギヤと、該駆動リングギヤに内接しながら転動する小径遊星ギヤと、該小径遊星ギヤと一体に設けられると共に、上記取付部材に設置されているギヤブロック内に形成された固定リングギヤに内接しながら転動する大径遊星ギヤと、これら大小の遊星ギヤを回転自在に保持するキャリアと、上記大径遊星ギヤに噛み合う太陽ギヤと、該太陽ギヤに一体的に挿設された高速回転軸から構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の開閉部材の自動開閉装置。
上記増減速回転機構とモーターが、上記取付部材に設置されているギヤブロック内に内蔵されていることを特徴とする請求項１、２、３または４に記載の開閉部材の自動開閉装置。