JP4637608B2

JP4637608B2 - 開閉部材のモータ式自動開閉装置

Info

Publication number: JP4637608B2
Application number: JP2005056774A
Authority: JP
Inventors: 勉勝又
Original assignee: Simotec Co Ltd
Current assignee: Simotec Co Ltd
Priority date: 2004-08-17
Filing date: 2005-03-02
Publication date: 2011-02-23
Anticipated expiration: 2025-03-02
Also published as: JP2006085134A

Description

本発明は、原稿圧着板や自動原稿送り装置（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、開閉部材のモータ式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等の開閉部材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）

しかしながら、上記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ＡＤＦを搭載するものは重量があり、図９に示すように、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、特に車椅子に乗った障害者でも手動で持ち上げる負担をなくすことができるだけでなく、軽量・小型で安価に提供することができる開閉部材のモータ式自動開閉装置を提供することにある。

本願発明の開閉部材のモータ式自動開閉装置は、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部材から成る開閉装置において；クランクシャフトと、該クランクシャフトに回転自在に軸支されている遊星ギヤと、内歯を有するリングギヤであって、前記遊星ギヤの外歯が前記内歯に噛み合っていると共に、該リングギヤに一定の負荷がかかると摺動回転するようにカバー内に設けられるリングギヤと、作動穴を有する継手であって、上記遊星ギヤに植設されている作動ピンが上記作動穴内に挿設される継手から構成される減速手段を備え、上記クランクシャフトを電動モータの回転軸に取り付けると共に、上記継手を上記ヒンジ軸に連結して、上記電動モータにより上記開閉部材を開閉するように構成したことを特徴とする。また、上記減速手段と電動モータを、上記取付部材の内部に納めたことを特徴とする。さらに、複数の減速手段を直列に連結して、最初のクランクシャフトを電動モータの回転軸に取り付けると共に、最後の継手を上記ヒンジ軸に連結したことを特徴とする。又更に、上記リングギヤに連動レバーを一体的に取り付けて、該連動レバーを上記支持部材に連結することを特徴とする。更にまた、上記開閉部材の回転角度を検知して、上記電動モータを制御することを特徴とする。また、上記電動モータの回転数を検知して、電動モータの電流または電圧を自動制御させ、上記開閉部材の開閉速度を任意に可変制御することを特徴とする。

本発明の開閉部材のモータ式自動開閉装置は、特に車椅子に乗った障害者でも、操作部(図９参照)の開閉スイッチを指で押すことで重い開閉部材が自動開閉することができるだけでなく、軽量・小型で安価に提供することができるという利点を有する。
また、従来のバネヒンジやＡＤＦバネヒンジの外形サイズを大きくすることなく、ヒンジ内部スペースにコンパクトに納めたモータ式自動開閉装置とすることができるので、ヒンジタイプの選択の幅が広くなる。

以下、本発明の開閉部材のモータ式自動開閉装置の一実施例について、図面を参照しながら説明する。

図１において、Ｈは複写機の開閉装置であって、その取付部材ｈ１は複写機の装置本体（図示せず）に取り付けられると共に、支持部材ｈ２はＡＤＦ（図示せず）を取付け支持している。これら取付部材ｈ１と支持部材ｈ２はヒンジ軸Ｓを介して、相互に回転自在に組み付けられている。上記支持部材ｈ２はヒンジ軸Ｓと一体に回転する。Ｍは本発明のモータ式自動開閉装置であって、その作動軸１７（図２参照）に上記ヒンジ軸Ｓが連結されている。

図２および図３は上記モータ式自動開閉装置Ｍの構成を説明するもので、本装置Ｍは、主として、電動モータ１、第１クランクシャフト２、第１遊星ギヤ３、第１リングギヤ４、第１カバー５、第１継手６、第２クランクシャフト７、第２遊星ギヤ８、第２リングギヤ９、第２カバー１０、第２継手１１、第３クランクシャフト１２、第３遊星ギヤ１３、第３リングギヤ１４、第３カバー１５、第３継手１６、作動軸１７および第４カバー１８から構成されている。

上記電動モータ１の回転軸１ａには、上記第１クランクシャフト２が圧入等により一体的に取り付けられている。該第１クランクシャフト２には、第１遊星ギヤ３が回転自在に取り付けられている。図４に示すように、第１遊星ギヤ３の外歯３ａは上記第１リングギヤ４の内歯４ａに噛み合っている。該第１遊星ギヤ３は、上記第１クランクシャフト２を介して、上記電動モータ１の回転軸１ａに偏心して取り付けられているので、図４（Ａ）ないし（Ｄ）で順次示すように、上記第１リングギヤ４内を転動しながら反対方向に僅かに回転する。これにより、電動モータ１の回転は第１遊星ギヤ３により減速される。この減速比は、第１遊星ギヤ３の外歯３ａおよび第１リングギヤ４の内歯４ａの歯数や、内歯４ａと外歯３ａの差によって定まる。歯数が多いほど、また、差が少ないほど、減速比は大きくなる。

上記第１リングギヤ４は上記第１カバー５内に設けられていて、該第１リングギヤ４に一定の負荷がかかると上記第１カバー５内で摺動回転するようになっている。

図５に示すように、上記第１遊星ギヤ３には多数の作動ピン３ｂが植設されていて、上記第１継手６の作動穴６ａ内に挿設されており、図４に示す第１遊星ギヤ３の動きに伴って、上記作動ピン３ｂは、図５（Ｃ）に示すように、作動穴６ａ内を移動しながら、第１遊星ギヤ３の回転に伴って第１継手６が回転するようになっている。

図２に示すように、上記第１継手６は上記第２クランクシャフト７に連結されていて、一体的に回転するようになっている。該第２クランクシャフト７、第２遊星ギヤ８、第２リングギヤ９および第２継手１１は、上記第１クランクシャフト２、第１遊星ギヤ３、第１リングギヤ４および第１継手６と、それぞれ同様の構造と作用をするようになっている。上記第２遊星ギヤ８により、第２クランクシャフト７の回転はさらに減速される。

上記第２継手１１は上記第３クランクシャフト１２に連結されていて、一体的に回転するようになっている。該第３クランクシャフト１２、第３遊星ギヤ１３、第３リングギヤ１４および第３継手１６は、上記第２クランクシャフト７、第２遊星ギヤ８、第２リングギヤ９および第２継手１１と、それぞれ同様の構造と作用をするようになっている。上記第３継手１６は上記作動軸１７と一体的に構成されている。上記第３遊星ギヤ１３により第３クランクシャフト１２の回転は又更に減速される。

１９は連動レバーであって、上記第３リングギヤ１４に一体的に取り付けられていると共に、図１に示すように、開閉装置Ｈの支持部材ｈ２に連結され、AＤＦを手動で開閉した場合に、上記電動モータ１に影響が及ばないようになっている。

２０はモータ回転計であって、電動モータ１の回転軸１ａに取り付けられた回転板２０ａと、該回転板２０ａの回転を検知する回転検知器２０ｂから成る。該回転検知器２０ｂの発生パルス数から電動モータ１自身の回転速度をフィードバック制御され、ADFの開閉速度を適正に制御する構造をなしている。

２１は、上記作動軸１７の回転角、すなわちＡＤＦ等の開閉部材の開閉状態を検知して、上記電動モータ１の回転を制御する回転制御装置であって、図６に示すように、該作動軸１７に取付け固定された回転板２１ａと、該回転板２１ａの回転角を検知して電動モータ１の回転を制御するリミットスイチ２１ｂから成る。該リミットスイチ２１ｂには、上限スイッチ２１ｂ′および下限スイッチ２１ｂ″が設けられていて、回転板２１ａの切欠部分２１ａ′の位置でＯＦＦとなるように設定されている。

次に、上記実施例のモータ式自動開閉装置Ｍの作用について説明する。
複写機のＡＤＦが閉じている状態では、上記回転制御装置２１の回転板２１ａは、図６（Ａ）に示すように、上限スイッチ２１ｂ′がＯＦＦ、下限スイッチ２１ｂ″がＯＮ状態にある。ここで、複写機の作動スイッチ（図示せず）を押すと、上記電動モータ１が回転して、回転軸１ａを介して第１クランクシャフト２を回転せしめる。第１クランクシャフト２が回転すると、図６（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、第１遊星ギヤ３が第１リングギヤ４内を転動して、反対方向に減速回転する。減速された第１遊星ギヤ３の回転は、作動ピン３ｂおよび作動穴６ａを介して、第１継手６に伝えられる。

上記第１継手６が回転すると、これに一体的に連結された第２クランクシャフト７が回転し、これに伴って、第２遊星ギヤ８が第２リングギヤ９内を転動しながら、反対方向にさらに減速されて回転する。この第２遊星ギヤ８の減速回転は第２第２継手１１に伝えられ、さらに第３クランクシャフト１２を回転せしめる。第３クランクシャフト１２が回転すると、第３遊星ギヤ１３が第３リングギヤ１４内を転動しながら、反対方向に更にまた減速されて回転する。第３遊星ギヤ１３の回転は第３継手１６に伝えられ、作動軸１７を回転せしめる。

上記作動軸１７が回転して、図６（Ｂ）に示すように、回転板２１ａが約６０°回転すると、上記上限スイッチ２１ｂ′がＯＮ状態になって、ＡＤＦの開状態が検知され、電動モータ１を停止させて、ＡＤＦを開状態に保持する。なお、上限スイッチ２１ｂ′および下限スイッチ２１ｂ″の双方がＯＮになると、オーバーランが検知される。

ＡＤＦが開くと、複写用原稿を置いて、再び、作動スイッチを入れる。電動モータ１が逆方向に回転して、モータ式自動開閉装置ＭによりＡＤＦが閉じられる。ＡＤＦが閉じると、図６（Ｂ）に示すように、回転制御装置の回転板２１ａが回転して、リミットスイッチ２１ｂにより検知され、電動モータ１が停止する。

以上の作動により、電動モータ１の回転は、各遊星ギヤ３、８、１３により順次減速されて、大きなトルク力で作動軸１７を回転させ、これに連結されたヒンジ軸Ｓおよび支持部材ｈ２を介してＡＤＦを開閉することができる。

図７は、本発明のモータ式自動開閉装置の別の実施例を示すもので、上記減速手段と電動モータ１が上記取付部材ｈ１の内部に納められている。図８は、図７のヒンジ軸Ｓを通る鉛直面で切断した断面図であって、電動モータ１′は取付部材ｈ１の内部の底部にセットされている。

上記電動モータ１′の回転は、取付部材ｈ１の側部に設けられたカバーＣ内のタイミングベルトＢを介して、第１クランクシャフト２′に伝えられる。該第１クランクシャフト２′が回転すると、第１遊星ギヤ３′が第１リングギヤ４′内を転動して、反対方向に減速回転する。減速された第１遊星ギヤ３′の回転は、第１継手６′に伝えられる。上記タイミングベルトＢは歯車列に代えてもよい。

第１継手６′が回転すると、これに一体的に連結された第２クランクシャフト７′が回転し、これに伴って第２遊星ギヤ８′が第２リングギヤ９′内を転動しながら、さらに反対方向に減速されて回転する。この第２遊星ギヤ８′の減速回転は第２継手１１′に伝えられ、さらに第３クランクシャフト１２′を回転せしめる。第３クランクシャフト１２′が回転すると、第３遊星ギヤ１３′が第３リングギヤ１４′内を転動しながら、反対方向に更にまた減速されて回転する。第３遊星ギヤ１３′の回転は第３継手１６′に伝えられ、作動軸１７′を回転せしめる。上記作動軸１７′の回転は、歯車列Ｇを介して上記ヒンジ軸Ｓに伝えられる。

１９′は連動レバーであって、上記第３リングギヤ１４′に一体的に取り付けられていると共に、開閉装置Ｈの支持部材ｈ２に連結され、AＤＦを手動で開閉した場合に、上記電動モータ１に影響が及ばないようにしている。２０′は、上記実施例１と同様のモータ回転計であって、回転板２０ａ′と回転検知器２０ｂ′から成る。

上記実施例１および２では、クランクシャフトと、該クランクシャフト２に回転自在に取り付けられる遊星ギヤと、該遊星ギヤの外歯が内歯に噛み合っていると共にカバー内に摺動回転可能に設けられるリングギヤと、上記遊星ギヤに植設されている作動ピンが作動穴内に挿設される継手から構成される減速手段を、３つ直列に連結して大きなトルクを発生せしめるように構成したが、開閉部材の重量により、また、減速比の大きさにより、１段から複数段のいずれであってもよい。
また、図１の複写機の開閉装置Ｈは、フリーヒンジのものを例に挙げたが、支持部材ｈ２を圧縮コイルバネ、その他の弾性体により開く方式のヒンジであってもよい。

本発明のモータ式自動開閉装置は、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、便座のヒンジ部分など、上下に開閉し、特に重量のある開閉部材にも適用できる。

複写機の開閉部材および本発明のモータ式自動開閉装置の外観図である。本発明のモータ式自動開閉装置の縦断面図である。本発明のモータ式自動開閉装置の分解斜視図である。遊星ギヤの作動説明図（Ａ）〜（Ｄ）である。遊星ギヤおよび継手の斜視図（Ａ）およびその組み付け断面図である。回転制御装置の作動説明図（Ａ）、（Ｂ）である。本発明のモータ式自動開閉装置の別の実施例の外観図である。図７のヒンジ軸を通る鉛直面で切断した断面図である。車椅子に乗った障害者による複写機の使用状態を示す説明図である。

符号の説明

１電動モータ
１ａ回転軸
２第１クランクシャフト
３第１遊星ギヤ
３ａ外歯
３ｂ作動ピン
４第１リングギヤ
４ａ内歯
５第１カバー
６第１継手
６ａ作動穴
７第２クランクシャフト
８第２遊星ギヤ
９第２リングギヤ
１０第２カバー
１１第２継手
１２第３クランクシャフト
１３第３遊星ギヤ
１４第３リングギヤ
１５第３カバー
１６第３継手
１７作動軸
１８第４カバー
１９連動レバー
２０モータ回転計
２０ａ回転板
２０ｂ回転検知器
２１回転制御装置
２１ａ回転板
２１ａ′切欠部分
２１ｂリミットスイチ
２１ｂ′上限スイッチ
２１ｂ″下限スイッチ
Ｂタイミングベルト
Ｃカバー
Ｇ側歯車列
Ｈ開閉装置
ｈ１取付部材
ｈ２支持部材
Ｍモータ式自動開閉装置
Ｓヒンジ軸

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部材から成る開閉装置において；クランクシャフトと、該クランクシャフトに回転自在に軸支されている遊星ギヤと、内歯を有するリングギヤであって、前記遊星ギヤの外歯が前記内歯に噛み合っていると共に、該リングギヤに一定の負荷がかかると摺動回転するようにカバー内に設けられるリングギヤと、作動穴を有する継手であって、上記遊星ギヤに植設されている作動ピンが上記作動穴内に挿設される継手から構成される減速手段を備え、上記クランクシャフトを電動モータの回転軸に取り付けると共に、上記継手を上記ヒンジ軸に連結して、上記電動モータにより上記開閉部材を開閉するように構成したことを特徴とする開閉部材のモータ式自動開閉装置。
上記減速手段と電動モータを、上記取付部材の内部に納めたことを特徴とする請求項１に記載の開閉部材のモータ式自動開閉装置。
複数の減速手段を直列に連結して、最初のクランクシャフトを電動モータの回転軸に取り付けると共に、最後の継手を上記ヒンジ軸に連結した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モータ式自動開閉装置。
上記リングギヤに連動レバーを一体的に取り付けて、該連動レバーを上記支持部材に連結することを特徴とする請求項１、２または３に記載の開閉部材のモータ式自動開閉装置。
上記開閉部材の回転角度を検知して、上記電動モータを制御す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モータ式自動開閉装置。
上記電動モータの回転数を検知して、電動モータの電流または電圧を自動制御させ、上記開閉部材の開閉速度を任意に可変制御することを特徴とする請求項１、２、３、４または５に記載の開閉部材のモータ式自動開閉装置。