JP4644176B2 - ダンパ機構 - Google Patents

Description

この発明は、複合機等の本体フレームに回動自在に支持されたフレームが回動する際に回動方向とは反対方向の抗力を付与するダンパ機構に関する。

複合機等の本体フレームの上部には、原稿の画像情報を読み取る原稿読取部が配置されている。原稿読取部は、本体フレームの上部に配置された筐体の内部に配置されている。この筐体は、背面側のヒンジの軸を支点に回動自在に支持され、前面側が所定量だけ上方に移動した開位置と本体フレームの上面を被覆（遮蔽）する閉位置との間を移動する。

筐体には、回動する際にダンパ機構によって一定の抗力が作用し、回動速度の上昇を制限している。このダンパ機構には、筐体を開位置で保持する保持機構が設けられている構成のものもある。ダンパ機構は、開位置に保持されている筐体が何らかの衝撃で保持が解除されて自重で下方に回動し始めたとき、自重によって急速度で回動することを防止する。これによって、例えば、ユーザが本体フレーム内部の作業をしている際に筐体が下方に回動してきても回動速度の上昇を制限しているので、ユーザが筐体と本体フレームとの間で指を挟む等の怪我を防止できる。

ところが、従来のダンパ機構は、筐体を閉位置から開位置の上方に回動させる場合であっても筐体に一定の抗力がかかっていた。そのため、ユーザが筐体を開位置に向けて素早く回動させた際に、回動させる力によって本体フレームが浮き上がってしまう場合があった。ユーザの安全性の観点から筐体に抗力を付与することが要求されるのは、開位置から閉位置の下方に回動させるときのみである。

そこで、近年のダンパ機構の構成には、一端が本体フレームに回転自在に支持され、他端側に回動自在なユニットに固定されたボスが貫通する幅の異なる２つのガイドレール（ボス通過部）を有するブレーキレバーを備えた構成のものがある（例えば、特許文献１参照。）。この２つのガイドレールは、ボスの直径よりも大きい幅の第１ガイドレールとボスの直径よりも小さい第２ガイドレールとからなり、両端が連通している。ユニットが閉位置から開位置に回動する際には、ボスが第１ガイドレールの一端から他端に移動する。この時、ブレーキバーは、ボスの移動に伴ってユニットと同様に上方に回動する。一方、ユニットが開位置から閉位置に回動する際には、ボスは第１のガイドレールの他端から第２のガイドレールの一端に移動して第２のガイドレールの他端に向かって移動する。第２のガイドレールは幅がボスの直径よりも小さいが弾性変形するので、ボスは通過可能である。この弾性変形によってボスを介してユニットに抗力が作用する。そのため、ユニットが開位置から閉位置に回動する時のみにユニットに一定の抗力が作用する。また、特許文献１の構成では、第２のガイドレールの一端側に凹部を設けている。凹部は、ユニットが開位置にある状態でボスと係合し、ユニットを開位置で保持する。
特開平１０−２６８５７号公報

しかしながら、上述の特許文献１の構成では、ユニット閉位置から開位置へ回動する途中で再び閉位置に戻す場合には、ボスは第２のガイドレールには移動できないのでユニットに抗力は作用しない。そのため、ユニットは急速度で下方に回動してしまう。また、ブレーキレバーに第１のガイドレール及び第２のガイドレールを形成すると、形状が複雑となり製造コストがアップし、また耐久性が低下する。

この発明の目的は、単純な構成で第１フレーム又は第２フレームを下方に回動させる際にのみ常に第１フレーム及び第２フレームに抗力を付与し、ユーザの怪我等を防止しつつ回動性能を向上させることができるダンパ機構を提供することにある。

この発明は、上述の課題を解決するために以下のように構成される。

この発明のダンパ機構は、アームと、壁部材と、摩擦部材とを備え、それぞれの一端側のヒンジを介して互いに回動自在にされた第１フレーム及び第２フレームに取り付けられる。アームは、第１フレーム及び第２フレームの回動に伴って一定の軌跡で上下方向に移動するように第１フレームと第２フレームとの間に支持されている。壁部材は、アームの側面に対向し、ヒンジの軸に直交する断面内における水平方向についてアームとの間の上部側の距離が下部側の距離よりも長く形成されている。摩擦部材は、アームと壁部材との間に収納され、水平方向の幅が上部側の距離よりも短く且つ下部側の距離よりも長く形成されている。

この構成においては、アームの側面と壁部材との間に摩擦部材が収納されている。この摩擦部材は、水平方向の幅が壁部材とアームとの間の上部側の距離よりも短く且つ下部側の距離よりも長く形成されているので、第１フレーム、第２フレームが回動されていない状態では自重によってアームの側面と壁部材とに当接した状態で収納される。また、アームが壁部材とアームとの間の上部側の距離が下部側の距離よりも長い状態で第１フレーム及び第２フレームの回動に伴って一定の軌跡で上下方向に移動するので、摩擦部材はアームが上下方向に移動しても常にアームの側面と壁部材との間に収納された状態となる。

例えば、第１フレームが第２フレームに対して上方に回動する際、摩擦部材は、アームの上昇に伴って作用する上昇方向の摩擦力によって上昇しようとする。この時、アームの側面と壁部材との間の上部側の距離が摩擦部材の幅よりも長いので、摩擦部材は少し上昇してアームと壁部材との当接が弱くなった後に自重によって落下する動作を行う。したがって、上昇移動するアームには、抗力がほとんど作用しない。

また、例えば第１フレームが第２フレームに向かって（下方に）回動する際、摩擦部材は、アームの下降に伴って作用する下降方向の摩擦力によって下降しようとする。この時、アームの側面と壁部材との間の下部側の距離が摩擦部材の幅よりも短いので、摩擦部材は一定の位置よりも下降することができずに固定される。そのため、下降中のアームの側面には摩擦部材との当接によって常に摩擦が生じ、下降するアームには抗力が作用する。

また、アームは、一端側が第１フレームでヒンジの軸に平行な回転軸周りに回転自在に支持され、一端側よりも第２フレーム側に形成された一端側から他端側に向かって延びるガイドレールを有し、
ガイドレールは、第２フレームに支持されて回転軸に平行な摺動軸が貫通し、アームを一定の軌跡で上下方向に摺動自在に案内するようにしてもよい。

これによって、アームが第１フレーム及び第２フレームの回動に伴って一定の軌跡で上下方向に移動する。また、下降中のアームの側面に摩擦部材との当接による摩擦を常に生じさせることができ、アームの下降に対してのみ抗力を発生させることができる。

しかも、第１フレーム及び第２フレームの回動によって、アームの側面の壁部材に対する角度が変化する。第１フレームと第２フレームとの間が開くほど上記角度が大きくなる。一方、第１フレームと第２フレームとの間が閉じるほど上記角度が小さくなる。

そのため、例えば第１フレームが第２フレームに対して上方に回動する際、摩擦部材に対するアームの側面の当接力は徐々に弱くなる。したがって、アームに作用する摩擦部材の摩擦力も徐々に弱まるので第１フレームをより回動しやすくできる。

また、第１フレームが第２フレームに向かって下方に回動する際、摩擦部材に対するアームの側面の当接力は徐々に強くなる。したがって、第１フレームの荷重が徐々に強くかかっていくアームに対して摩擦力も徐々に強くなるので、回動の際に第１フレームに作用する抗力も適切に増大させることができる。

さらに、回動するアームにかかる第１フレームの荷重の変化とアームに作用する摩擦力との関係を調整することで、第１フレームを回動途中の位置で停止させても、ユーザが力を加えない限り第１フレームが自重で下方に回動しないように保持することもできる。

また、アームは、第１フレームが第２フレームに対して所定位置にまで回動して第２フレームとの間を開放した際、摩擦部材を壁部材とで挟持する段部を設けてもよい。

これによって、単純な構成で第１フレームを第２フレームに対して所定量だけ回動した位置で保持できる。したがって、第１フレームの回動位置を保持する機構を新たに設ける必要がなく、コストアップを抑制することができる。

また、この発明のダンパ機構は、摩擦部材の下降を制限する高さに位置し、上面が摩擦部材に対向する底板を備えていてもよい。

これによって、例えば、第１フレームが第２フレームに向かって下方に回動する際、摩擦部材は下降して底板の上面に当接する。そのため、下方に回動する際には摩擦部材を常に所望の一定の位置で停止させることができるので、所望の摩擦力（抗力）をアームに常に付与することができる。つまり、底板の高さ位置を調整することで、アームに付与する摩擦力を調整することができる。

さらに、この発明のダンパ機構は、壁部材の上部に位置し、下面が摩擦部材に間隙を設けて対向する天板を備えていてもよい。

これによって、例えば、第１フレームが第２フレームに対して上方に回動する際、摩擦部材は上昇するが、上昇しすぎてアームの側面と壁部材との間から抜け出てしまうことを防止できる。

また、摩擦部材は、ヒンジの軸に直交する断面が円形であってもよい。

これによって、アームの側面等に当接する摩擦部材の周面は均一であるから、アームの側面及び壁部材の当接状態が一定となるので、回動する毎にアームに作用する摩擦力が異なることがなく一定にできる。したがって、回動する第１フレーム及び第２フレームに作用する抗力を一定にできる。

さらに、摩擦部材は、シリコンゴムであってもよい。

シリコンゴムは、比較的摩擦係数が低く、圧縮力に対して変形しにくく、第１フレームが第２フレームに向かって下方に回動する際にアームに必要な抗力を発生させるためには、大きく変形する必要がある。そこで、アーム及び側壁面の形状を、シリコンゴムが大きく変形するように設定し、アームに強い弾性力を生じさせている。これにより、この弾性力の分だけアームに作用する摩擦力も強くなる。そのため、環境変化、表面変化によってシリコンゴムの摩擦係数が低下した場合であってもアームに付与すべき必要な強さの摩擦力を確保することができる。

この発明によれば、単純な構成で第１フレーム又は第２フレームが下方に回動する際にのみ、回動を制限する抗力を生じさせることができ、ユーザの怪我等を防止しつつ回動性能を向上させることができる。

以下に、この発明を実施するための最良の形態について、図面に基づいて説明する。

図１は、この発明の実施形態に係るダンパ機構を備えた複合機の構成を示す外観図である。複合機１００は、ファクシミリ機能、スキャナ機能及び複写機能等を有する。

複合機１００は、操作部１０、表示部２０、画像読取装置（図示せず）、給排紙部（図示せず）等から構成されている。操作部１０は、複写機能等の各種機能の選択、複写枚数の指定やファクシミリデータの送信先の指定等を受け付ける。表示部２０は、本実施形態ではＬＣＤ（液晶表示装置）で構成され、複合機１００の状態等を表示する。給排紙部は、回動自在なカバー４１が備えられ、カバー４１を複合機１００の前面側に回動させた状態で、複合機１００の内部で画像形成された用紙を排出する。

画像読取装置は、原稿カバー３１及び画像読取部（図示せず）等から構成され、図示しない原稿台に載置された原稿の画像情報を読み取る。原稿カバー３１は、複合機１００の背面側のヒンジの軸を支点に原稿台を被覆する位置及び原稿台の上面を開放する位置の間を前面側が回動する。画像読取部は、ＣＣＤ等から構成され、原稿台に載置された原稿の画像情報を下方から読み取る。ＣＣＤ等の画像読取部の一部は、筐体５０の内部に配置されている。筐体５０は、本発明の第１フレームに相当する。

給排紙部は、複合機１００の内部において、下段に画像形成されるべき用紙を載置する図示しない載置トレイ、上段に画像形成された用紙を排出する図示しない排出トレイを備えている。下段の載置トレイに載置されている用紙は、複合機１００の前面から背面に向かって搬送され、背面側で下段から上段に折り返し搬送される。その後、背面から前面に向かって搬送され、図示しない画像形成部で画像形成された後に排出トレイに排出される。

図２〜５は、この発明の実施形態に係るダンパ機構の動作を説明する側面断面図である。筐体５０は、複合機１００の背面側のヒンジの軸７０を支点に前面側が回動する。筐体５０は、図４に示す本体フレーム１００Ａの上面を被覆する閉位置と図２に示す本体フレーム１００Ａを解放する所定位置である開位置との間を回動可能である。本体フレーム１００Ａは、本発明の第２フレームに相当する。

筐体５０と本体フレーの１００Ａとの間にはダンパ機構６０が配置されている。ダンパ機構６０は、アーム６１、ケース６２、シリコンゴム６３等から構成され、筐体５０を開位置から閉位置に回動する際に筐体５０に回動方向とは反対方向となる抗力を付与する。アーム６１は、一端側が筐体５０に配置された回転軸６４周りに回転自在に支持されている。また、アーム６１には、一端側から他端側に渡ってガイドレール６１Ａが形成されている。

ガイドレール６１Ａは、本体フレーム１００Ａに配置された摺動軸６５が貫通し、アーム６１を一定の軌跡で上下方向に摺動自在に案内する。ケース６２は、アーム６１の側面６１Ｂに側壁面が対向し、アーム６１の側面６１Ｂとで収納スペースを形成してシリコンゴム６３を収納している。ケース６２の側壁面は、本発明の壁部材に相当する。

シリコンゴム６３は、円柱形状であり、本発明の摩擦部材に相当する。シリコンゴム６３の摩擦係数は１．０〜１．２である。シリコンゴム６３は、断面の水平方向の幅である直径がケース６２の側壁面とアーム６１の側面６１Ｂとの間の上部側の距離よりも短く且つ下部側の距離よりも長く形成されているので、筐体５０が回動していない状態では自重によってアーム６１の側面６１Ｂとケース６２の側壁面とに当接した状態で収納される。なお、本実施形態では、円柱形状のシリコンゴムを用いているが円柱形状でなくてもよく、球や多角形状の摩擦部材であればよい。

また、アーム６１はケース６２の側壁面とアーム６１の側面６１Ｂとの間の上部側の距離が下部側の距離よりも短い状態で筐体５０の回動に伴って一定の軌跡で上下方向に摺動するので、シリコンゴム６３はアーム６１が上下方向に摺動しても常にアーム６１の側面６１Ｂとケース６２の側壁面との間に収納された状態となる。

筐体５０を図２に示す開位置から図３に示す状態を経由して図４に示す閉位置に向けて下方に徐々に回動させる場合、アーム６１は、図３に示すように筐体５０の回動に伴ってガイドレール６１Ａに案内されて下方に摺動する。そのため、シリコンゴム６３には、アーム６１の下降に伴って作用する下降方向の摩擦力によって下降しようとする。また、アーム６１の側面６１Ｂとケース６２の側壁面との間の下部側の距離がシリコンゴム６３の直径よりも短く、またケース６２の底面に当接するので、図３に示すようにシリコンゴム６３は一定の位置よりも下降することができずに固定される。そのため、下降中のアーム６１の側面６１Ｂにはシリコンゴム６３への当接によって常に移動方向とは反対方向（上昇方向）の摩擦が生じ、下降するアーム６１には抗力が作用する。

ここで、ケース６２の底面の高さ位置は、筐体５０が下降する際に所望の一定の位置でシリコンゴム６３が停止するような位置で形成すればよい。これによって、筐体５０が下降する際には常に所望の一定の位置でシリコンゴム６３を固定することができ、所望の摩擦力（抗力）をアームに常に付与することができる。つまり、ケース６２の底面の高さ位置を調整することで、筐体５０が下降する際にアーム６１に付与する摩擦力を調整することができる。なお、ケース６２の底面は、本発明の底板に相当する。

また、アーム６１の側面６１Ｂのケース６２の側壁面に対する角度は、閉位置に近づくほど小さくなっていくため、シリコンゴム６３に対するアーム６１の側面６１Ｂの当接力は徐々に強くなる。これにより、アーム６１に作用するシリコンゴム６３の弾性力も徐々に強くなり、アーム６１に作用する摩擦力も強くなる。したがって、筐体５０の荷重が徐々に強くかかっていくアーム６１に対して摩擦力も徐々に強くなるので、回動の際に筐体５０に作用する抗力も適切に増大させることができる。

一方、筐体５０を図４に示す閉位置から図５に示す状態を経由して図２に示す開位置に向けて上方に徐々に回動させる場合、アーム６１は、図５に示すように筐体５０の回動に伴ってガイドレール６１Ａに案内されて上方に摺動する。そのため、シリコンゴム６３は、アーム６１の上昇に伴って作用する上昇方向の摩擦力によって上昇しようとする。また、アーム６１の側面６１Ｂとケース６２の側壁面との間の上部側の距離がシリコンゴム６３の直径よりも長いので、シリコンゴム６３は、図５に示すように少し上昇してアーム６１とケース６２の即壁面との当接が弱くなった後に自重によって落下する。したがって、上昇移動するアーム６１には抗力がほとんど作用しない。なお、仮にシリコンゴム６３が上方に移動しすぎてしまった場合であっても、ケース６２の上面（本発明の天板に相当する。）に当接して落下する。

また、アーム６１の側面６１Ｂのケース６２の側壁面に対する角度は、開位置に近づくほど大きくなっていくため、シリコンゴム６３に対するアーム６１の側面６１Ｂの当接力は徐々に弱まる。これにより、アーム６１に作用するシリコンゴム６３の摩擦力も徐々に弱まるので、筐体５０をより回動しやすくできる。

アーム６１には、段部を有する板バネ６６がヒンジ７０側に配置されている。板バネ６６は、筐体５０が図２に示す開位置に到達する直前に本体フレーム１００Ａに配置された延出部６７に当接し始め、筐体５０が開位置に到達した時に段部が延出部６７と係合する。板バネ６６の段部と延出部６７との係合により、カチッと音が発生し、ユーザにクリック感を与える。

以上のように、上述の構成のダンパ機構を用いることによって、単純な構成で筐体５０が下方に回動する際にのみ、筐体５０に回動速度の上昇を制限する抗力を付与することができ、ユーザの怪我等を防止しつつ回動性能を向上させることができる。

本実施形態では、アーム６１にかかる筐体５０の荷重の回動に伴う変化とアーム６１に作用する摩擦力との関係を調整しているので、筐体５０の回動の途中に回動を止めても、ユーザが力を加えない限り筐体５０が自重で下方に回動しないように停止した位置で保持することができる。

また、アーム６１は、図２に示すように筐体５０が開位置にある状態でシリコンゴム６３をケース６２の側壁面及び底面で挟持する段部６１Ｃを側面６１Ｂの下方に形成している。段部６１Ｃは、アーム６１にかかる筐体５０の荷重によって、挟持する方向にシリコンゴム６３に当接する。これによって、新たな機構を設けることなく筐体５０を開位置で保持でき、コストアップを抑制することができる。挟持された状態でユーザが筐体５０を下方に回動させると、シリコンゴム６３は弾性体であるので、アーム６１が下降する力で弾性変形する。これにより、容易にアーム６１が下降して段部６１Ｃによるシリコンゴム６３の挟持が解除される。

さらに、アーム６１には、図４に示すように筐体５０が閉位置にある状態でシリコンゴム６３に係合する係合穴６１Ｄが側面６１Ｂの上方に形成されている。これによって、筐体５０が閉位置にあるときにアーム６１とシリコンゴム６３との当接を解除することができるので、筐体５０を本体フレーム１００Ａに対して完全に閉じた状態にできる。この当接力が解除されないと、当接力によって筐体５０が上方に押し戻されて完全に閉位置に停止しない場合があるからである。また、アーム６１とシリコンゴム６３との当接を解除することによって、シリコンゴム６３がアーム６１に当接され続けて永久変形してしまうことも防止できる。

本実施形態では、断面が円形のシリコンゴム６３を摩擦部材として用いているので、回動する筐体５０に作用する抗力を一定にできる。これは、アーム６１の側面６１Ｂ等に当接するシリコンゴム６３の周面は均一なため、アーム６１の側面６１Ｂ及びケース６２の当接状態が一定となるので、アーム６１に作用する摩擦力を一定にできるからである。

また、本実施形態では、摩擦部材としてシリコンゴム６３を用いているので、環境変化、表面変化によって摩擦係数が低下した場合であってもアーム６１に付与すべき必要な強さの摩擦力を確保することができる。シリコンゴム６３は、比較的摩擦係数が低く、圧縮力に対して変形しにくく、筐体５０が本体フレーム１００Ａに対して上方に回動する際にアーム６１に必要な抗力を発生させるためには、大きく変形する必要がある。本実施形態では、上述のようにアーム６１及びケース６２の側壁面の形状を、シリコンゴム６３が大きく変形するように設定し、アーム６１に強い弾性力を生じさせている。したがって、この弾性力の分だけアーム６１に作用する摩擦力も強くでき、必要な摩擦力を確保できる。

最後に、本実施形態では、筐体５０と本体フレーム１００Ａとを有する複合機１００に用いられるダンパ機構について説明したが、特にこれに限定されるものではなく、２つのフレームの間に取り付けられるダンパ機構であれば本発明を適用可能である。

この発明の実施形態に係るダンパ機構を備えた複合機の構成を示す外観図である。 同ダンパ機構の動作を説明する側面断面図である。 同ダンパ機構の動作を説明する側面断面図である。 同ダンパ機構の動作を説明する側面断面図である。 同ダンパ機構の動作を説明する側面断面図である。

符号の説明

６０−ダンパ機構
６１−アーム
６１Ａ−ガイドレール
６１Ｂ−側面
６１Ｃ−段部
６２−ケース
６３−シリコンゴム
６４−回転軸
６５−摺動軸
５０−筐体
１００−複合機
１００Ａ−本体フレーム

Claims (7)

1. それぞれの一端側のヒンジを介して互いに回動自在にされた第１フレーム及び第２フレームに取り付けられるダンパ機構であって、
   前記第１フレーム及び前記第２フレームの回動に伴って一定の軌跡で上下方向に移動するように前記第１フレームと前記第２フレームとの間に支持されたアームと、
   前記アームの側面に対向する壁部材であって、前記ヒンジの軸に直交する断面内における水平方向について前記アームとの間の上部側の距離が下部側の距離よりも長い壁部材と、
   前記アームと前記壁部材との間に収納され、前記水平方向の幅が前記上部側の距離よりも短く且つ前記下部側の距離よりも長い摩擦部材と、を備えたことを特徴とするダンパ機構。
2. 前記アームは、一端側が前記第１フレームで前記ヒンジの軸に平行な回転軸周りに回転自在に支持され、前記一端側よりも前記第２フレーム側に形成された前記一端側から他端側に向かって延びるガイドレールを有し、
   前記ガイドレールは、前記第２フレームに支持されて前記回転軸に平行な摺動軸が貫通し、前記アームを前記一定の軌跡で上下方向に摺動自在に案内することを特徴とする請求項１に記載のダンパ機構。
3. 前記アームは、前記第１フレームが前記第２フレームに対して所定位置にまで回動して前記第２フレームとの間を開放した際、前記摩擦部材を前記壁部材とで挟持する段部を設けたことを特徴とする請求項１に記載のダンパ機構。
4. 前記摩擦部材の下降を制限する高さに位置し、上面が前記摩擦部材に対向する底板を備えたことを特徴とする請求項１に記載のダンパ機構。
5. 前記壁部材の上部に位置し、下面が前記摩擦部材に間隙を設けて対向する天板を備えたことを特徴とする請求項１に記載のダンパ機構。
6. 前記摩擦部材は、前記ヒンジの軸に直交する断面が円形であることを特徴とする請求項１に記載のダンパ機構。
7. 前記摩擦部材は、シリコンゴムであることを特徴とする請求項２に記載のダンパ機構。

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