JP4731842B2 - トルク発生装置及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、移動体の動きに対して負荷を与えるトルク発生装置及びそれを備えた画像形成装置に関する。

開閉機構を有する各種装置には、種々のヒンジが用いられている。例えば、身近にも自動車のボンネットやドア、洋式トイレの蓋、ノートパソコン、携帯電話などがある。ヒンジの機構もある角度開いたところで止まる物（車のドア）、どんな角度でも止まる物（ノートパソコン）、決められた角度に開／閉しよとする物（携帯電話）、ダンパーを具備させて急激に閉じないようにしたもの（洋式トイレの蓋）など、開閉対象となる部材の重量や使われ方で様々なものがある。
特許文献１には、開閉体を支持するヒンジ部の構造に関し、開閉体と一体的に移動するカムプレートに複数の穴を設け、このカムプレートに対してカムと反対側からボールを押し付けることで、開閉体の動作に負荷トルクを与えるとともに、ボールがカムプレートの穴に係合することで、開閉体を任意の移動位置に保持する機構が記載されている。

特開閉１０−４７３３８号公報

しかしながら、ダンパーやフリーストップ機構を具備させると構成が複雑で高価になりがちであり、トルクの管理も１つ１つ手作り調整が必要となる場合もある。さらに、時間の経過や使用頻度が多いと、当初に設定した負荷トルクが維持できなくなってしまうものも多い。
特許文献１のものにおいては、ボールとカムプレートとが弾性的に接触することで負荷トルクが設定されているので、トルク調整をするのが難しいといった問題点がある。
本発明は、部品点数が少なく安価なトルク発生装置や画像形成装置を提供することを、その目的とする。さらに本発明は、トルク調整もユーザーが容易に実施可能なトルク発生装置や画像形成装置を提供することを、その目的とする。

上記目的を設定するため、本発明が適用された画像形成装置は、その間に間隔を形成するように互いに対向配置された一対の面板部を有する第１の部材と、間隔に移動可能に挿入される板状のスライダー部を有する第２の部材と、一対の面板部を外側から挟み込むように第１の部材に装着された押圧手段を有し、一対の面板部が第２の部材の移動方向に延びる円弧状に形成されていて、第２の部材は、一対の面板部の外周の円弧面に沿うように接触する円弧状のガイド部が形成されているトルク発生手段と、装置本体に開閉自在に支持された開閉体を有し、開閉体を、トルク発生装置の第２の部材に装着したことを特徴としている。

面板部の間隔または第２の部材の板状のスライダー部の幅が、第２の部材の移動方向に対して不均一としてもよい。

押圧手段としては、少なくとも第１の部材に対して着脱可能に装着され、好ましくは第１の部材の面板部に対して着脱可能に装着され、装着状態において面板部をその外方側から挟み込むように形成された弾性体であるのが好ましい。

本発明によれば、第１の部材に移動可能に設けられた第２の部材を押圧手段で押し付けることで負荷トルクを発生させるので、部品点数が少なく安価な構成で第２の部材や開閉体に負荷トルクを与えることができる。
本発明によれば、互いに対向しその間に間隔を有する複数の面板部を第１の部材が有し、第１の部材の間隔に移動可能に挿入される板状のスライダー部を第２の部材が有し、間隔または板状のスライダー部の幅を、第２の部材の移動方向に対して不均一としたので、間隔とスライダー部との摩擦抵抗に変化をつけることができ、第２の部材や開閉体への負荷トルクを容易に調整することができる。
本発明によれば、押圧手段が、少なくとも第１の部材に対して着脱可能に装着されているので、押圧部材の有無や、別な種類の押圧部材へ交換することができ、第２の部材や開閉体への負荷トルクを容易に調整することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図１において、符号１は本発明の要部となるトルク発生装置を示す。トルク発生装置１は、第１の部材としてのブレーキ部１０と、ブレーキ部１０に移動可能に設けられた第２の部材としてのディスク部６と、ブレーキ部１０をディスク部６に押し付けることにより負荷トルクを発生させる押圧手段として弾性体である板バネ２とを備えている。ブレーキ部１０は、互いに対向し、その間に間隔１２を有し、レール部を構成する複数の面板部１１，１１を有し、ディスク部６は、間隔１２に移動可能に挿入される板状のスライダー部７を有している。

板バネ２は、少なくともブレーキ部１０に対して着脱可能に装着されている。すなわち、板バネ２は、ブレーキ部１０の複数の面板部１１，１１に対して着脱可能に装着され、装着状態において面板部１１、１１をその外方側から挟み込むように、図５（ａ）に示すように断面コ字状に形成されている。板バネ２の側面２Ａ、２Ｂに形成された穴３は、プレーキ部２に設けられた突起４に装着時に挿入される。

図２に示すように、ブレーキ部１０は、平坦なベース１０Ａ上に、円板を１／４にカットした形状の面板部１１，１１が、その円弧面１１Ａが上方に位置し、互いの間に隙間１２が形成されるように間隔ベース１０Ａに対して略直角に一体的に形成されている。ブレーキ部１０には、面板部１１，１１とベース１０Ａとに接続して面板部１１，１１に強度を与える複数のリブ１３・・が形成されている。面板部１１，１１には、互いに対向する部位に板バネ２を装着するための開口５がそれぞれ形成されている。開口５の幅Ｗ１は、板バネ２の幅Ｗとほぼ同一の寸法とされ、板バネ２が開口５内に挿入されて装着された際に、ピン４と相まって板バネ２を面板部１１の両側から挟み込める部位に位置させる位置決め部を構成している。ピン４と板バネの穴３とは、板バネ２を開口５内に挿入して板バネの端部２Ｃを開口５の上縁５Ａに位置させた際に、穴３がピン４に挿入する位置関係とされている。ブレーキ部１０はディスク部６に対して支持体となるため、その基部１０Ａはトルク発生装置１を装着する機器の本体側にねじやボルトなどの締結部材によって着脱可能に固定される。

図３に示すように、ディスク部６は、本体６Ａと、円弧状のスライダー部７とを備えている。スライダー部７は、本体６Ａに対して略直角に一体的に形成されている。スライダー部７の板厚ｔと間隔１２の幅ｄはともに一定の幅と取れていて、スライダー部７をスムーズに移動可能としている。ディスク部６には、本体６Ａとスライダー部７とに接続してスライダー部７に強度を与える複数のリブ１４・・が形成されている。スライダー部７の両側には、円弧面１１Ａに沿うように接触する円弧状のガイド部７Ａがそれぞれ形成されている。このため、ディスク部６は円弧面１１Ａの円周方向に移動可能とされる。本体６Ａの上部６Ｂには、トルク発生装置１を装着する機器の本体側に開閉自在に設けられた図示しない開閉体を装着する装着部４０が形成されている。

このような構成のトルク発生装置１は、ブレーキ部１０の間隔１２にディスク部６のスタイダー部７を挿入し、両者を移動可能に一体化する。この状態で板バネ２を開口５へ挿入し、面板部１１，１１を外側から挟み込むように装着する。

このようにセットした状態において、ディスク部６を面板部１１，１１の円弧面１１Ａの円周方向に往復移動すると、板バネ２の挟持力で面板部７、７が挟み込まれることで生じる、スライダー部７と間隔１２の内部に位置する面板部７、７との摩擦によって負荷トルクを発生する。

このように、ブレーキ部１０に移動可能に設けられたディスク部６を板バネ２で押し付けるという簡単な構成で負荷トルクが発生するので、従来に比べて部品点数が少なく安価な構成でディスク部６に負荷トルクを与えることができる。また、板バネ２をブレーキ部２に対して着脱可能に装着したので、板バネ２の有無、種類や大きさを自動に選択することができるようになりディスク部６への負荷トルクを容易に調整することができる。

本形態では、ブレーキ部１０の面板部１１の枚数は２枚、ディスク板６の板、すなわちスライダー部７の枚数は１枚であるが、面板部１１の枚数をｎ枚、スライダー部７の数をｎ−１枚として、それぞれの板を交互に勘合させることでトルクを調整することも可能である。又、板バネ２が挟んでいる場所を開閉体支点位置から遠ざけることでトルクをアップさせることも可能である。

図４は、ブレーキ部１０の面板部１１、１１の間隔１２に挿入されるスライダー部７の幅ｔを、ディスク部６の移動方向に対して不均一としたものである。本形体では、図１（ｃ）に示すように、間隔１２とスライダー７との挿入状態が少ない状態から、図１（ｂ）に示す中間状態を経て、図１（ａ）に示す間隔１２内にスライダー７が挿入完了したへと進むにしたがい、スライダー７の板厚がｔ１＜ｔ２となるように形成している。すなわち、図４において、矢印Ａ１で示す方向にディスク部６が移動する場合には負荷トルクは徐々に低減し、矢印Ａ２で示す方向にディスク部６が移動する場合には板バネ２を広げてゆく作用が発生するのでトルクも徐々に増大する。矢印Ａ１方向を開方向、矢印Ａ２方向を閉方向とすると、開く方向にディスク部６を移動させる場合には、その負荷トルクが徐々に低減し、閉じる方向にディスク部６を移動させる場合には、その負荷トルクが徐々に低減する。例えば、この装置１を洋式トイレの上ブタに適用した場合、蓋が水平に近づくに従って支点部分のトルクが増加し、開く場合には、トルクが低減するのでスムーズな開くことができる。すなわち、スライダー７の板厚を変化させることで負荷トルクを容易に調整することができるととともに、開閉角度がどの位置でも、所望の位置で停止させることも可能である。

本形態では、トルク調整機構としてスライダー７の幅ｔを徐々に変化させたが、スライダー７の幅を多段的に変化させても良い。あるいは、スライダー７の幅ではなく間隔１２の幅を変化させても同様な効果を得ることができる。

上記形態では板バネ２は断面コの字状であり、その開放側を端部２ｃの幅よりも狭めているため、開口５に装着する際の装着し難い場合が想定されるので、図５（ｂ）、図６に示すように、側面２Ａ、２Ｂに、端部２ｃよりも外方に突出する脱着用の取手８をそれぞれ設ける。このことにより、板バネ２は、いわゆる洗濯バサミの形態を成し、ユーザーでも容易に板バネ２の脱着が可能となる。従って、ユーザーは自分の好みでトルクを調整することや、板バネ２を取り去ってトルク０とすることもできる。また、時間の経過や使用頻度が多くて板バネ２にへたりが発生し、当初のトルクが維持できなくなった場合でも、容易に新しいものと交換して調整が可能となる。

上記形態において、板バネ２の使用個数は、１個とは限らず、例えば図７に示すように、複数個使用しても良い。図７の形態では、取手８付き板バネ２を、ディスク部６の移動方向に位置する面板部１１，１１の両端に装着したものである。１つは上記形態同様開口５に、もう一つは面板部１１，１１に、それぞれ穴３に挿入可能なピン３０と位置決め突起３１，３２を形成して装着する。ディスク部６は、板バネ２がピン３０と位置決め突起３１，３２とで位置決めされた際に、面板部１１，１１を各自に両側から挟み込めるように、その一部に凹部６Ａを形成し、バネ装着部としている。このように、板バネ２の個数を調整してもユーザーの好みの負荷トルクに調整することができるようになる。

図８は、トルク発生装置１を備えた画像形成装置を示す。この画像形成装置は、装置本体５０の上部に開閉体としての上カバー５１が支点部５３で開閉自在に支持されている。装置本体５１内には、複数のトナーボトル５２が収納されていて、上カバー５１を図８（ｂ）に示す閉状態から図８（ａ）に示すように開状態とすることにより、トナーボルト５２が装置外部に露呈し、交換することができるようになる。支点部５３側に位置する上カバー５１の端部５１Ａは、トルク発生装置１のディスク部６の装着部４０に装着されて固定される。

このような構成の画像形成装置によると、トルク発生装置１を支点部５３に具備することで、上カバー５１が急激に閉じることを防止することもできれば、任意の角度開いた位置で停止させることができる。また、上カバー５１の停止位置は、ユーザーが板バネ２の位置を動かして負荷トルクを調整することで容易に行える。また、トルク発生装置１が画像形成装置に装備された場合であっても、板バネ２が着脱自在であるので、板バネ２にへたりが発生した場合でもユーザーが容易に交換を行える。

本発明の実施の形態であるトルク発生装置の構成と第２の部材となるディスク部の移動状態を示す斜視図である。 第１の部材となるブレーキ部の構成を示す図である。 第２の部材となるディスク部の構成を示す図である。 ディスク部に設けられる板状のスライダー部の変形例を示す斜視図である。 押圧手段としての板バネの構造と形態を示す斜視図である。 取手付き板バネが用いられたトルク発生装置の斜視図である。 板バネが複数用いられたトルク発生装置の斜視図である。 トルク発生装置が適用された画像形成装置の外観と、装置に設けた開閉体の開状態と閉状態を示す斜視図である。

符号の説明

１ トルク発生装置
２ 押圧手段
６ 第２の部材
７ スライダー部
１０ 第１の部材
１１ 面板部
１２ 間隔
５０ 装置本体
５１ 開閉体
ｔ スライダー部の幅
Ａ１，Ａ２ 移動方向

Claims (3)

1. その間に間隔を形成するように互いに対向配置された一対の面板部を有する第１の部材と、
   前記間隔に移動可能に挿入される板状のスライダー部を有する第２の部材と、
   一対の面板部を外側から挟み込むように第１の部材に装着された押圧手段を有し、
   前記一対の面板部は、第２の部材の移動方向に延びる円弧状に形成されていて、
   第２の部材は、前記一対の面板部の外周の円弧面に沿うように接触する円弧状のガイド部が形成されたトルク発生装置と、
   装置本体に開閉自在に支持された開閉体を有し、
   前記開閉体を、前記トルク発生装置の第２の部材に装着したことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記間隔または板状のスライダー部の幅が、第２の部材の移動方向に対して不均一とされていることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１または２記載の画像形成装置において、
   前記押圧手段が、少なくとも第１の部材に対して着脱可能に装着されていることを特徴とする画像形成装置。

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