JP7262091B2 - 開閉装置、並びに情報端末機器 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、印刷機、複合機、スキャナ等の情報端末機器の比較的に軽量の蓋体を機器本体に対して開閉する際に用いて好適な開閉装置、並びにこの開閉装置を用いた情報端末機器に関する。

従来、複写機、印刷機、複合機、スキャナ等の情報端末機器の中で、比較的に軽量の蓋体（原稿圧着板ともいう）を機器本体に対して開閉自在に取り付ける際に用いる開閉装置として、機器本体側に取り付けられるケース状の取付部材と、この取付部材の両側板に対しヒンジシャフトを介して回転可能に取り付けられるところの蓋体を支持する支持部材と、この支持部材に接して取付部材内にスライド可能に収装されるスライダと、このスダイダと取付部材の底板との間に弾設された弾性部材とで構成した開閉装置が、例えば特許文献１と２に記載されているように公知である。しかるに、複写機等の情報端末機器においては、開閉装置に対するコストダウンの要請年も年々厳しくなっている。

特開２００６－１０９７９号公報 特開２０１７－９６４２８号公報

そこで、本発明の目的は、構成の簡単な開閉装置を提案して、上記技術的課題に答えようとするものである。

上記した課題を解決するために、本発明に係る開閉装置は、機器本体側に取付けられるケース状の取付部材と、蓋体側に取付けられる支持部材と、前記支持部材を前記取付部材に対して回動可能に連結するヒンジシャフトと、前記支持部材に補助付勢力を作用させる補助付勢手段と、を有する開閉装置であって、前記補助付勢手段は、前記ケース状の取付部材内の保持部に取り付けたピンをその軸方向へ通して設けたところの、前記取付部材と前記支持部材の間に弾設したトーションスプリングで構成され、このトーションスプリングは、前記ピンに直交する面に対して対称に形成された一対のコイル部と、この一対のコイル部の両内側の一対の線材からなる一端部と、前記一対のコイル部の両外側を繋いで設けたＵ字形状を呈した他端部を有し、前記一端部を前記取付部材の上下方向に設けた開口部へ挿入させ、前記他端部を前記支持部材の当接部に当接させたことを特徴とする。

その際に本発明は、前記取付部材が、前記機器本体の後部上端部に設けた取付孔に挿脱可能に取り付けられるか、前記機器本体の後部上端部に縦方向に取り付けられるか、前記機器本体の後部上端に水平状態で取り付けられるか、のいずれか一つの手段により前記機器本体へ取り付けられることを特徴とする。

さらに本発明は、前記支持部材が、前記支持部材の前記トーションスプリングの他端部が当接して移動する面に、前記ヒンジシャフトに垂直な断面形状を前記トーションスプリング側へ突出させたカム面を有することを特徴とする。

さらに本発明は、前記トーションスプリングが、前記補助付勢力を低下させる方向の前記支持部材の回動に伴って、前記支持部材に対する前記トーションスプリングの他端部の当接位置が前記支持部材の回動端側から前記ヒンジシャフト側へ移動することを特徴とする。

さらに本発明は、前記トーションスプリングが、前記コイル部に挿入して前記取付部材に設けられ、前記トーションスプリングの前記コイル部を前記保持部との間で挟み込む挟込部材を有することを特徴とする。

さらに本発明は、機器本体側に取付けられるケース状の取付部材と、蓋体側に取付けられる支持部材と、前記支持部材を前記取付部材に対して回動可能に連結するヒンジシャフトと、前記支持部材に補助付勢力を作用させる補助付勢手段と、を有する開閉装置であって、前記補助付勢手段は、前記ケース状の取付部材内に固定して収容され、その一端部を前記取付部材に当接させ、その他端部を前記支持部材に当接させたトーションスプリングで構成されると共に、前記トーションスプリングの一端部が、前記補助付勢力を調整するために前記取付部材に対して位置調整可能に設けられた第1腕部ホルダにより保持されていることを特徴とする。

さらに本発明は、機器本体側に取付けられるケース状の取付部材と、蓋体側に取付けられる支持部材と、前記支持部材を前記取付部材に対して回動可能に連結するヒンジシャフトと、前記支持部材に補助付勢力を作用させる補助付勢手段と、を有する開閉装置であって、前記補助付勢手段は、前記ケース状の取付部材内に固定して収容され、その一端部を前記取付部材に当接させ、その他端部を前記支持部材に当接させたトーションスプリングで構成されると共に、前記支持部材が、前記支持部材の前記トーションスプリングの他端部が当接して移動する面に、前記機器本体に対する前記蓋体の開成角度が所定角度以下の範囲で前記トーションスプリングの捩じれ弾性変形量を低下させるように形成されたカム面を有することを特徴とする。

そして本明明は、前記開閉装置を用いた情報端末機器であることを特徴とする。

本発明によれば、スライダを省略して部品点数を削減しても、トーションスプリングにより、蓋体の機器本体に対する開閉操作時に支持部材に対して発生する回転トルクを制御できるように構成して、大幅なコストダウンを図ることができたものである。
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実施例１の複写機の構成の説明図である。（ａ）は閉成位置である第１位置である。（ｂ）は開成位置である第２位置である。 開閉装置の外観の説明図である。 開閉装置の分解斜視図である。 組立状態の開閉装置の断面図である。 組立状態の開閉装置の平面図である。 トーションスプリングを後方へ移動させた状態の説明図である。（ａ）はトーションスプリングを基準位置に配置した場合の第１位置である。（ｂ）はトーションスプリングを基準位置に配置した場合の第２位置である。（ｃ）はトーションスプリングを後方位置に配置した場合の第１位置である。（ｄ）はトーションスプリングを後方位置に配置した場合の第２位置である。 トーションスプリングを下方へ移動させた状態の説明図である。（ａ）はトーションスプリングを下方位置に配置した場合の第１位置である。（ｂ）はトーションスプリングを下方位置に配置した場合の第２位置である。（ｃ）はトーションスプリングを後方下方位置に配置した場合の第１位置である。（ｄ）はトーションスプリングを後方下方位置に配置した場合の第２位置である。 開閉装置の開成角度とアシストトルクの関係の説明図である。 図９は実施例２の開閉装置の構成の説明図である。 実施例３の開閉装置の構成の説明図である。 実施例４の開閉装置の構成の説明図である。 実施例４の開閉装置の分解斜視図である。 実施例４の開閉装置の動作の説明図である。（ａ）は第２位置である。（ｂ）は中間位置である。（ｃ）は第１位置である。

本発明の実施の形態を、添付した図面を参照して詳細に説明する。以下の実施例では、情報端末機器の一例である複写機に用いられる蓋体（原稿圧着板）に実施した場合について説明するが、本発明に係る開閉装置は、上述した複合機、印刷機、スキャナ等の他、洋式便器の便座、便蓋の開閉装置、家具用キャビネットの蓋体の開閉装置などにも用いることができるものである。

（複写機）
図１は実施例１の複写機の構成の説明図である。図１中、（ａ）は閉成位置である第１位置、（ｂ）は開成位置である第２位置である。図１の（ａ）に示すように、実施例１の開閉装置１０は、機器本体側の一例である画像読取装置２に対して、蓋体側の一例であるＡＤＦ付きの原稿圧着板３を上下に回動させて開閉自在に連結している。図１の（ｂ）に示すように、複写機１は、開閉装置１０により、画像読取装置２に対して原稿圧着板３を上方へ開放して、ガラス板５上に原稿を置くことが可能である。開閉装置１０は、不図示のネジにより、取付部材１１を画像読取装置２に固定すると共に、不図示のネジにより、支持部材１２を原稿圧着板３に固定している。操作部６には、不図示のタッチパネル及び各種スイッチが配置されている。

（開閉装置）
図２は開閉装置の外観の説明図である。図３は開閉装置の分解斜視図である。図４は組立状態の開閉装置の断面図である。図５は組立状態の開閉装置の平面図である。図５では、支持部材１２下のトーションスプリング１６を一点鎖線で図示している。

図２に示すように、開閉装置１０は、機器本体側に取付けられるケース状の取付部材１１と、蓋体側に取付けられる支持部材１２と、支持部材１２を取付部材１１に対して回動可能に連結するヒンジシャフト１３と、支持部材１２に補助付勢力を作用させる補助付勢手段と、を有する。そして、補助付勢手段は、ケース状の取付部材１１内にそのコイル部１６ａ，１６ａの位置を固定して収容され、その一端部１６ｃを取付部材１１に当接させ、その他端部１６ｂを支持部材１２に当接させたトーションスプリング１６で構成されている。

取付部材１１は、射出成型によりケース状に樹脂成型され、内部にトーションスプリング１６を収容している。支持部材１２は、射出成型により板状に樹脂成型され、ヒンジシャフト１３により取付部材１１に連結されている。支持部材１２は、開成角度が０度の第１位置Ｐ１から開成角度が約７０度の第２位置Ｐ２までの角度範囲で、取付部材１１に対して回動自在である。トーションスプリング１６は、支持部材１２を第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２へ押し上げるように、補助付勢力を発生して支持部材１２に作用させる。

開閉装置１０は、取付部材１１を機器本体側の取付孔の一例である開口２ａに挿入して挿脱方向へ移動可能に取付けることにより原稿圧着板３の傾き調整手段を実現している。厚みのある原稿を原稿圧着板３で押さえた際には、取付部材１１が開口２ａ内で抜き方向に移動して原稿圧着板３の傾きを平行に修正して外光が露出系に進入するのを防止することができるように構成されている。また、機器本体のメインテナンス時には、原稿圧着板３を取付ケースと一体に機器本体から上方へ簡単に取り外すことも可能となっている。なお、開閉装置１０の機器本体に対する取付方法は、開口２ａに挿入する方法には限定されない。取付部材は、機器本体の後部上端部に設けた取付孔に挿脱可能に取り付けられるか、機器本体の後部上端部に縦方向に取り付けられるか、機器本体の後部上端に水平状態で取り付けられるか、のいずれか一つの手段により機器本体へ取り付けられる。あるいは、取付部材１１の両側から取付プレート部を突設して、不図示の取付ねじで取付プレートを介して取付部材１１を機器本体の背面或いは上面に固定して使用するものにも適用できる。

図３に示すように、支持部材１２の板状の取付部１２ａには、原稿圧着板（３：図１）をネジ固定するための複数の段付取付穴１２ｃが形成されている。支持部材１２は、取付部１２ａの下面に凸部１２ｅ及び当接面１２ｇが形成され、凸部１２ｅを貫通させて軸孔１２ｂが形成されている。軸孔１２ｂは、ヒンジシャフト１３の中央部１３ａを回転自在に支持する。

支持部材１２の凸部１２ｅは、取付部材１１に形成された一対の軸受部１１ａ，１１ａの内側に保持される。軸受部１１ａ，１１ａに軸孔１１ｂ，１１ｂが形成されている。軸孔１１ｂ，１１ｂのうちの一方は、ヒンジシャフト１３の端部１３ｂ，１３ｂを締り嵌めで保持して、ヒンジシャフト１３の抜け落ちを阻止している。

図４に示すように、取付部材１１に形成された凹所である保持部１１ｄに、トーションスプリング１６のコイル部１６ａ，１６ａの外周面が保持される。トーションスプリング１６は無負荷状態では、一端部１６ｃと他端部１６ｂとが一直線上に位置する。ここから一点鎖線で示すように他端部１６ｂを押し下げて、不図示の冶具で拘束した状態で、図３に示すように、取付部材１１の軸孔１１ｂ，１１ｂと支持部材１２の軸孔１２ｂとを重ね合わせてヒンジシャフト１３が挿入される。、支持部材１２と取付部材１１の連結後、不図示の冶具を取り外すことで、支持部材１２にトーションスプリング１６の他端部１６ｂが当接する。

トーションスプリング１６に付勢された支持部材１２の突当部１２ｊが取付部材１１の突当部１１ｊに突当たることにより、支持部材１２は第２位置Ｐ２に回転止めされている。第２位置Ｐ２において、トーションスプリング１６は、突当部１１ｊ，１２ｊにより回転止めされた支持部材１２と保持部１１ｄとの間に応力状態で保持されている。トーションスプリング１６の他端部１６ｂは、支持部材１２を第２位置Ｐ２へ押し上げて加圧し、支持部材１２の突当部１２ｊと取付部材１１の突当部１１ｊとの間に圧力を発生させている。これにより、取付部材１１に対するトーションスプリング１６のガタツキを取り除き、取付部材１１からトーションスプリング１６が脱落することを阻止している。

これに加えて、トーションスプリング１６は、内側にピン１４を挿入して、ピン１４の中央部１４ａと底部１１ｆとの間に保持されている。挟込部材の一例であるピン１４は、トーションスプリング１６のコイル部１６ａ，１６ａに挿入して取付部材１１に設けられ、トーションスプリング１６のコイル部１６ａ，１６ａを保持部１１ｄとの間で挟み込む。取付部材１１の対向する両側面に、ピン孔１４ｋ，１４ｋが形成されている。ピン孔１４ｋ，１４ｋのうちの一方は、ピン１４の端部１４ｂ，１４ｂを締り嵌めで保持して、ピン１４の抜け落ちや位置ずれを阻止している。

取付部材１１は、トーションスプリング１６のコイル部１６ａ，１６ａを外側から保持して補助付勢力の反力に抗する保持部１１ｄを有する。取付部材１１の内側に、円筒面状の底部１１ｆを設けた保持部１１ｄが形成されている。トーションスプリング１６は、底部１１ｆにコイル部１６ａの外周面を当接させた状態で、底部１１ｆと当接面１２ｇとの間に上述した応力状態で挟み込まれている。

図５に示すように、トーションスプリング１６は、ヒンジシャフト１３に直交する面に対して対称に形成された一対のコイル部１６ａ，１６ａを有する。一対のコイル部１６ａ，１６ａの両外側の線材をＵ字型に連続させて他端部１６ｂを形成している。トーションスプリング１６は、連続した１本の線材を折り曲げて左右対称に整形されている。コイル部１６ａ，１６ａの両外側の線材を接線方向に片持梁状に引き出して先端側をＵ字型に連絡している。他端部１６ｂ及び片持梁部１６ｐ，１６ｐは、コイル部１６ａ，１６ａを一体に連結している。図３に示すように、当接面１２ｇの側面は、凸部１２ｅよりも内側へ退避しているため、トーションスプリング１６の片持梁部１６ｐ，１６ｐの対向間隔の内側を通過する。このため、トーションスプリング１６の他端部１６ｂは、第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２まで支持部材１２が移動する間、支持部材１２の当接面１２ｇを摺擦して移動し続ける。

図５に示すように、コイル部１６ａ，１６ａの両内側の線材を下方へ引き出して一端部１６ｃ，１６ｃを形成している。一端部１６ｃ，１６ｃを取付部材１１の開口部１１ｇへ挿入することにより、トーションスプリング１６が取付部材１１に対して回転止めされている。

（トーションスプリングの位置）
図６はトーションスプリングを後方へ移動させた状態の説明図である。図７はトーションスプリングを下方へ移動させた状態の説明図である。図８は開閉装置の開成角度とアシストトルクの関係の説明図である。図６中、（ａ）はトーションスプリングを基準位置に配置した場合の第１位置、（ｂ）はトーションスプリングを基準位置に配置した場合の第２位置、（ｃ）はトーションスプリングを後方位置に配置した場合の第１位置である。（ｄ）はトーションスプリングを後方位置に配置した場合の第２位置である。図７中、（ａ）はトーションスプリングを下方位置に配置した場合の第１位置、（ｂ）はトーションスプリングを下方位置に配置した場合の第２位置、（ｃ）はトーションスプリングを後方下方位置に配置した場合の第１位置である。（ｄ）はトーションスプリングを後方下方位置に配置した場合の第２位置である。

トーションスプリング１６を開閉装置１０で使用する場合、トーションスプリング１６の内径をヒンジシャフト１３の直径より少し大きい程度とし、トーションスプリング１６の内径にヒンジシャフト１３を保持させる形態が考えられる。トーションスプリング１６の一端部１６ｃを取付部材１１に係合させ、他端部１６ｂを支持部材１２に係合させて、支持部材１２にヒンジシャフト１３周りの補助付勢トルクを発生させる。

しかし、ヒンジシャフト１３を囲んでトーションスプリング１６を配置した場合、トーションスプリング１６は、ねじり弾性変形量に比例したトルクを発生するため、図８にケースＣ０として示すように、取付部材１１に対する支持部材１２の開成角度と補助付勢力との関係が直線的で単調なものとなる。このため、支持部材１２の第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２までの各段階における補助付勢力のきめ細かな調整が困難である。つまり、１種類のトーションスプリング１６を用いて多種多様な補助付勢力／開成角度の関係を開閉装置１０に持たせることが難しい。

これに対して、実施例１では、取付部材１１に収容されるコイル部１６ａの位置をケースＣ１～Ｃ４のように変更することで、１種類のトーションスプリング１６を用いて多種多様な補助付勢力／開成角度の関係を開閉装置１０に持たせることが可能である。開閉装置１０の部品点数の削減と共有化とを図りつつ、開閉装置１０に必要とされる多種類の補助付勢力／開成角度の関係に対してきめ細かく対応することが可能である。

図４に示すように、トーションスプリング１６は、補助付勢力を低下させる方向（Ｐ１→Ｐ２）の支持部材１２の回動に伴って、支持部材１２に対する他端部１６ｂの接触位置が支持部材１２の回動端側からヒンジシャフト１３側へ移動する。そして、この移動距離Δは、支持部材１２に収容されたトーションスプリング１６の取付位置に応じて変化し、移動距離Δに応じて第１位置Ｐ１及び第２位置Ｐ２における補助付勢力が変化する。

図６、図７に示すように、トーションスプリング１６の取付位置を４種類（ケースＣ１～Ｃ４）に異ならせて、第１位置と第２位置とにおけるそれぞれの補助付勢力を比較した。図６、図７では、図４に示すように、トーションスプリング１６の位置に応じて底部１１ｆの位置を異ならせ、ピン１４の位置を異ならせている。すなわち、ケースＣ１～Ｃ４に合わせて４種類の取付部材１１を準備し、底部１１ｆとピン１４との間にトーションスプリング１６を挟み込んでいる。その他の部品はケースＣ１～Ｃ４について共通である。

表１に示すように、開閉装置１０の補助付勢力は、トーションスプリング１６の捩じり変形角度（α）に作用半径（Ｒ１６，Ｓ１６）を乗じて求めたアシストトルク係数（Ｑ）により比較した。アシストトルク係数（Ｑ）は、アシストトルクをトーションスプリングの捩じり弾性係数で除した値である。

角度αは、両端部が同一平面上となる無負荷状態から捩じり弾性変形させた角度である。移動距離Δは、支持部材１２が第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２まで移動する過程で、他端部１６ｂが当接面１２ｇ上を移動する距離である。図８には、ケースＣ１～Ｃ４における第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２までのアシストトルク係数（Ｑ）の変化の概略の比較イメージを示している。

図６の（ａ）に示すように、ケースＣ１は、トーションスプリング１６を基準位置に配置している。ヒンジシャフト１３の中心からコイル部１６ａの中心までの高さＨ１６は１５．５ｍｍである。ヒンジシャフト１３の中心からコイル部１６ａの中心までの水平距離Ｄ１６は１０．０ｍｍである。表１に示すように、ケースＣ１では、第１位置Ｐ１でのアシストトルク係数が２７００、第２位置Ｐ２でのアシストトルク係数が３０４となり、原稿圧着板（３：図１）に対して、第１位置Ｐ１でのアシストトルク係数が過剰と判断された。

図６の（ｃ）に示すように、ケースＣ２は、トーションスプリング１６を基準位置から５ｍｍ後方へ移動させている。ヒンジシャフト１３の中心からコイル部１６ａの中心までの高さＨ１６は１５．５ｍｍである。ヒンジシャフト１３の中心からコイル部１６ａの中心までの水平距離Ｄ１６は５．０ｍｍである。表１に示すように、ケースＣ２では、第１位置Ｐ１でのアシストトルク係数が２２５０、第２位置Ｐ２でのアシストトルク係数が４１３となり、原稿圧着板（３：図１）に対して、第２位置Ｐ２でのアシストトルク係数が過剰と判断された。

図７の（ａ）に示すように、ケースＣ３は、トーションスプリング１６を基準位置から４．５ｍｍ下方へ移動させている。ヒンジシャフト１３の中心からコイル部１６ａの中心までの高さＨ１６は２０．０ｍｍである。ヒンジシャフト１３の中心からコイル部１６ａの中心までの水平距離Ｄ１６は１０．０ｍｍである。表１に示すように、ケースＣ３では、第１位置Ｐ１でのアシストトルク係数が２０５６、第２位置Ｐ２でのアシストトルク係数が１１８となり、原稿圧着板（３：図１）に対して、第２位置Ｐ２でのアシストトルク係数が不足と判断された。

図７の（ｃ）に示すように、ケースＣ４は、トーションスプリング１６を基準位置から４．５ｍｍ下方へ移動させ、かつ５．０ｍｍ後方へ移動させている。ヒンジシャフト１３の中心からコイル部１６ａの中心までの高さＨ１６は２０．０ｍｍである。ヒンジシャフト１３の中心からコイル部１６ａの中心までの水平距離Ｄ１６は５．０ｍｍである。表１に示すように、ケースＣ４では、第１位置Ｐ１でのアシストトルク係数が１６７７、第２位置Ｐ２でのアシストトルク係数が１９０となり、原稿圧着板（３：図１）に対して、第１位置Ｐ１及び第２位置Ｐ２におけるアシストトルク係数が適正と判断された。

図８に示すように、ケースＣ０は、ヒンジシャフトを中心にしてトーションスプリング１６を配置した場合における第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２までのアシストトルク係数（Ｑ）の変化の概略のイメージである。ケースＣ０では、トーションスプリング１６の作用半径が一定になるため、アシストトルク係数（Ｑ）は、トーションスプリングの捩じり変形角度に比例して直線的に変化する。このため、原稿圧着板（３：図１）の重量を支持するために望ましいコサインカーブ状のアシストトルク変化を得ることができない。

これに対して、ケースＣ１では、トーションスプリングの外側にヒンジシャフト１３を配置しているため、開成動作に連動して作用位置が次第にヒンジシャフト１３側へ移動して、コサインカーブに近いアシストトルク変化を得ることができる。しかし、第１位置Ｐ１で必要なアシストトルクと第２位置Ｐ２で必要なアシストトルクとを同時に満たすことはできない。

これに対して、ケースＣ２～Ｃ４では、トーションスプリングの中心位置を高さ方向及び水平方向にシフトさせることで、コサインカーブ状のアシストトルク変化における第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２とのアシストトルクを変化させている。そして、原稿圧着板（３：図１）の重量を支持するために必要なコサインカーブの条件を満たすケースＣ４に到達している。すなわち、トーションスプリング１６、ヒンジシャフト１３、支持部材１２を共通部品として、第１位置Ｐ１で必要なアシストトルクと第２位置Ｐ２で必要なアシストトルクとを同時に満たすトーションスプリング１６の取付位置を選択できる。

（実施例１の効果）
実施例１では、トーションスプリング１６は、弾性材料の線材が巻かれて取付部材に収容されたコイル部１６ａに連続し、支持部材１２のヒンジシャフト１３から離れた位置に当接してコイル部１６ａにねじり力を作用させる他端部１６ｂを有する。このため、圧縮コイルばねを使用した場合に必要であったスライダが省略され、部品点数を削減してコストダウンを実現できる開閉装置を提供することができる。また、補助付勢力を発生するコイル部１６ａから離れた位置で他端部１６ｂが支持部材１２に接触するため、支持部材１２の回動を高速で繰り返してもトーションスプリング１６全体の姿勢が不安定にならず、安定した再現性の高い補助付勢力を出力可能である。

実施例１では、トーションスプリング１６は、補助付勢力を低下させる方向の支持部材１２の回動に伴って、支持部材１２に対する他端部１６ｂの接触位置が支持部材１２の回動端側からヒンジシャフト１３側へ移動する。このため、支持部材１２の第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２までの回動範囲におけるアシストトルク／開成角度の関係のバリエーションが増え、開閉装置１０に必要とされる多種類のアシストトルク／開成角度の関係に対してきめ細かく対応できる。

実施例１では、トーションスプリング１６は、ヒンジシャフト１３に直交する面に対して対称に形成された一対のコイル部１６ａ，１６ａを有し、コイル部１６ａ，１６ａの両外側の線材をＵ字型に連続させて他端部１６ｂを形成している。このため、他端部１６ｂが両持ち支持され、接線方向に長い他端部１６ｂであっても姿勢を安定させて均一な圧力分布で支持部材１２に当接させることができる。したがって、圧力がかかった他端部１６ｂの姿勢を安定させるための別部材を設ける必要が無い。

実施例１では、取付部材１１は、トーションスプリング１６のコイル部１６ａを外側から保持して補助付勢力の反力に抗する保持部１１ｄを有する。このため、コイル部１６ａ，１６ａを支持して姿勢を安定させる別部材を設けなくても、トーションスプリング１６を安定して作動させて、安定した再現性の高い補助付勢力を出力させることができる。

実施例１では、取付部材１１は、保持部１１ｄによるコイル部１６ａの保持位置を異ならせた複数の選択肢の中から１つを選択されている。このため、支持部材１２、ヒンジシャフト１３、トーションスプリング１６等の部品を共通に使用して多様なアシスト出力特性の開閉装置１０を提供することができる。

実施例１では、一対のコイル部１６ａ，１６ａの両内側の線材を下方へ引き出した一端部１６ｃを取付部材１１の開口部１１ｇに挿入することによりトーションスプリング１６が回転止めされている。このため、コイル部１６ａ，１６ａの回転止め部材を取付部材１１に取付ける必要が無い。

図９は実施例２の開閉装置の構成の説明図である。図４に示すように、実施例１では、トーションスプリング１６の他端部１６ｂが当接して移動する支持部材１２の当接面１２ｇは平坦である。これに対して、図９に示すように、実施例２では、支持部材１２の他端部１６ｂが移動する面に、ヒンジシャフト１３に垂直な断面形状をトーションスプリング１６側へ突出させたカム面１２ｋを有する。実施例２では、カム面１２ｋ以外の構成は実施例１と同一であるため、図９中、実施例１と共通する構成には、図４と共通の符号を付して、重複する説明を省略する。

カム面１２ｋは、他端部１６ｂを案内して、第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２までの支持部材１２の回動角度とトーションスプリング１６の捩じり弾性変形量との関係を変化させる。支持部材１２のカム面１２ｋが形成された部分の両側面の距離は、図５に示すトーションスプリング１６の他端部１６ｂを支持する片持梁部１６ｐの内側の対向距離よりも小さい。このため、トーションスプリング１６の他端部１６ｂは、図９に一転鎖線で示すように、カム面１２ｋの凸部に邪魔されることなく、支持部材１２の回動に伴ってカム面１２ｋ上を連続的に摺擦して移動する。

実施例２によれば、支持部材１２にカム面１２ｋを有するため、第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２まで支持部材１２が回動する間の補助付勢力の変化パターンが、実施例１の平坦な当接面（１２ｇ：図４）とは異なってくる。すなわち、断面形状がトーションスプリング１６側へ突出した部分では実施例１よりもトーションスプリング１６の捩じり弾性変形量が大きくなる。このため、図８に示すように、ケースＣ４の曲線を第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２との間で部分的に上方へ持ち上げたケースＣ５のような補助付勢力のパターンを得ることができる。したがって、第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２までの回動範囲における必要な補助付勢力のパターンに応じたカム曲線をカム面１２ｋに設定することで、開閉装置１０に必要とされる多種類のアシストトルク／開成角度の関係にきめ細かく対応できる。

図６に示すように、実施例１では、取付部材１１を変更して、個別の開閉装置１０ごとに補助付勢力を変更可能である。しかし、これに加えて、開閉装置１０は、同じ取付部材を使用している状態で補助付勢力を微調整できることが望ましい。

ところで、従来の圧縮コイルばねを用いた開閉装置における一般的な補助調整力の調整機構は、取付部材の底と圧縮コイルばねとの間に台座を設け、取付ケースの底の外側からネジを回して台座の高さを変更可能にしたものである。台座の高さを変更することによりスライダを押し上げる圧縮コイルばねの付勢力を加減する。しかし、台座は圧縮コイルばねの直径より大きなものとなり、これを取付ケースの底から離れた位置で水平に保持するためには太いネジが必要となる。そして、これらの追加される大型部品は開閉装置の小型化及びコストダウンの妨げとなる。
そこで、実施例３では、図１０に示すように、実施例１におけるトーションスプリング１６の一端部１６ｃの拘束位置を前後に移動させることにより、トーションスプリング１６の補助付勢力を調整可能にしている。この調整機構以外は実施例１と同一であるため、図１０中、実施例１と共通の部材には図４と共通の符号を付して重複する説明を省略する。

図１０は実施例３の開閉装置の構成の説明図である。図１０に示すように、第１腕部ホルダ１８は、トーションスプリング１６の一端部１６ｃを保持している。第１腕部ホルダ１８は、取付部材１１の雌ネジ１１ｎに挿入された調整ネジ１９を回転させることで、調整ネジ１９の回転軸線方向に第１腕部ホルダ１８を移動させて位置決めることが可能である。

実施例３では、一端部１６ｃは、補助付勢力を調整するために、取付部材１１に対して位置調整可能に設けられた第１腕部ホルダ１８に保持されている。このため、調整ネジ１９を取付部材１１の外側から手動操作して回転させることで、第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２までの回動範囲における必要な補助付勢力のパターン全体のレベルを上下に調整可能である。

図１１は実施例４の開閉装置の構成の説明図である。図１２は実施例４の開閉装置の分解斜視図である。図１３は実施例４の開閉装置の動作の説明図である。図１３中、（ａ）は第２位置、（ｂ）は中間位置、（ｃ）は第１位置である。図４に示すように、実施例１では、第１位置Ｐ１においてもトーションスプリング１６が大きな補助付勢力を支持部材１２に作用させている。このため、図１の（ａ）に示す原稿圧着板３の閉成状態において、原稿圧着板３が原稿を画像読取装置２に押圧する力が不足する場合がある。そこで、実施例４では、原稿圧着板３を閉じる過程でその開成角度が所定角度以下になると開閉装置１０が出力する補助付勢力を低下させて、原稿圧着板３が原稿を画像読取装置２に押圧する力を増大させるようにした。実施例４では、支持部材１２に形成されたカム面１２ｋ及びトーションスプリング１６の回転止部以外の構成は実施例１と同一であるため、図１１～図１３中、実施例１と共通する構成には、図４と共通の符号を付して、重複する説明を省略する。

（回転止部）
図１１に示すように、実施例４では、取付部材１１の底部１１ｆには、下方へ向かう途中で外側に折れ曲がった開口部１１ｇが形成されている。開口部１１ｇの折れ曲がった角部１１ｈに対してトーションスプリング１６の一端部１６ｃが係合することにより、トーションスプリング１６が取付部材１１に対して実施例１よりも強固に回転止めされている。このため、実施例３では、図４に示すピン１４を設けていない。一端部１６ｃは、コイル部１６ａを形成する線材の端部を浅いＵ字型（鈎状）に折り返して形成されている。トーションスプリング１６は、捩じり弾性変形させた状態で、取付部材１１の保持部１１ｄと支持部材１２の頂上部１２ｐとの間に保持されている。

（開閉装置の組立構造）
図１１に示すように、支持部材１２は、支持部材１２におけるトーションスプリング１６の他端部１６ｂが当接して移動する面に、機器本体（２）に対する蓋体（３）の開成角度が所定角度以下の範囲でトーションスプリング１６の捩じれ弾性変形量を低下させるように形成されたカム面１２ｋを有する。図１２に示すように、凸部１２ｅの厚みは、トーションスプリング１６の片持梁部１６ｐ，１６ｐの間隔よりも大きく、後退部１２ｆの厚みは、トーションスプリング１６の片持梁部１６ｐ，１６ｐの間隔よりも小さい。このため、支持部材１２の閉成方向の回動に伴ってトーションスプリング１６の他端部１６ｂの当接位置がカム面１２ｋの頂上１２ｐを越えると、後退部１２ｆが片持梁部１６ｐ，１６ｐの間隔に落ち込んで、トーションスプリング１６の捩じり弾性変形量が低下する。これにより、トーションスプリング１６が支持部材１２に作用する補助付勢力が低下する。

図１３の（ａ）に示すように、第２位置Ｐ２では、トーションスプリング１６が支持部材１２を押し上げて、支持部材１２をヒンジシャフト１３の周りで図中の左回り方向に付勢している。そして、支持部材１２の突当部１２ｊが取付部材１１の突当部１１ｊに突き当った位置で、支持部材１２が停止している。

図１３の（ｂ）に示すように、取付部材１２が第２位置Ｐ２からトーションスプリング１６の他端部１６ｂがカム面１２ｋの頂上１２ｐに達するまで、カム面１２ｋは、トーションスプリング１６の他端部１６ｂを押し下げてトーションスプリング１６の捩じり弾性変形量を増大させる。これに伴ってトーションスプリング１６が取付部材１２に作用する補助付勢力は増加する。その後、トーションスプリング１６がカム面１２ｋの頂上１２ｐに達すると、カム面１２ｋに倣ってトーションスプリング１６の他端部１６ｂが持ち上がり、トーションスプリング１６の捩じり弾性変形量が低下する。これに伴ってトーションスプリング１６が取付部材１２に作用する補助付勢力が低下し、図１の（ｂ）に示すように、取付部材１２に取付けられた原稿圧着板３の見かけの重量が増加する。

図１３の（ｃ）に示すように、支持部材１２が第１位置Ｐ１に達すると、図１の（ａ）に示すように、取付部材１２に取付けられた原稿圧着板３が大きな力で原稿を画像読取装置２に押圧している。このため、原稿圧着板３を軽く開閉できる一方で、原稿を画像読取装置２に十分な力で押圧して画像読取り精度を高めることができる。

（その他の実施の形態）
本発明の開閉装置は、上述した実施例で説明した具体的な構成及び用途には限定されない。上述した実施例の構成の一部又は全部を等価な構成に置き換えた別の形態でも実施可能である。実施例１では、複写機１の原稿圧着板３を画像読取装置２に取付ける開閉装置１０について説明した。しかし、開閉装置１０は、複写機、印刷機、複合機、スキャナ等の各種の情報端末機器、又は便器や各種生産設備でも使用可能である。

実施例１では、取付部材１１を機器本体側に取付け、支持部材を蓋体に取付ける実施の形態を説明した。しかし、機器本体側と蓋体側との関係を略にして、開閉装置１０は、取付部材１１を蓋体に取付け、支持部材を機器本体側に取付ける実施の形態でも実施可能である。

実施例１では、一対のコイル部１６ａ，１６ａから延長した片持梁部１６ｐ，１６ｐによって他端部１６ｂを両持ち支持させた。しかし、他端部１６ｂは、コイル部１６ａ，１６ａの両内側から延長した片持梁部に支持させてもよく、１個のコイル部の一端側から接線方向に延長された片持梁部の先端を円弧上に曲げて形成してもよい。他端部１６ｂは、ローラやカラーを用いて支持部材１２に転がり接触させてもよい。

本発明は以上のように構成したので、とくにトーションスプリングを用いて補助付勢力（トルク）を発生させる形式の開閉装置、並びに、このような開閉装置を装備した各種の情報端末機器、例えば、複写機、印刷機、複合機、スキャナ等、又は便器や各種生産設備として好適に用いられる。

１ 複写機（情報端末機器）
２ 画像読取装置（機器本体側）
３ 原稿圧着板（蓋体側）
５ ガラス板
６ 操作部
１０ 開閉装置
１１ 取付部材
１１ａ 軸受部
１１ｂ 軸孔
１１ｄ 保持部
１１ｆ 底部
１１ｇ 開口部
１１ｈ 角部
１１ｊ 突当部
１２ 支持部材
１２ａ 取付部
１２ｂ 軸孔
１２ｃ 取付穴
１２ｅ 凸部
１２ｆ 後退部
１２ｇ 当接面
１２ｊ 突当部
１２ｋ カム面
１２ｐ 頂上
１３ ヒンジシャフト
１３ａ 中央部
１３ｂ 端部
１４ ピン（挟込部材）
１６ トーションスプリング
１６ａ コイル部
１６ｂ 他端部
１６ｃ 一端部
Ｐ１ 第１位置
Ｐ２ 第２位置

Claims (7)

1. 機器本体側に取付けられるケース状の取付部材と、蓋体側に取付けられる支持部材と、前記支持部材を前記取付部材に対して回動可能に連結するヒンジシャフトと、前記支持部材に補助付勢力を作用させる補助付勢手段と、を有する開閉装置であって、
   前記補助付勢手段は、前記ケース状の取付部材内の保持部に取り付けたピンをその軸方向へ通して設けたところの、前記取付部材と前記支持部材の間に弾設したトーションスプリングで構成され、このトーションスプリングは、前記ピンに直交する面に対して対称に形成された一対のコイル部と、この一対のコイル部の両内側の一対の線材からなる一端部と、前記一対のコイル部の両外側を繋いで設けたＵ字形状を呈した他端部を有し、前記一端部を前記取付部材の上下方向に設けた開口部へ挿入させ、前記他端部を前記支持部材の当接部に当接させたことを特徴とする開閉装置。
2. 前記取付部材は、前記機器本体の後部上端部に設けた取付孔に挿脱可能に取り付けられるか、前記機器本体の後部上端部に縦方向に取り付けられるか、前記機器本体の後部上端に水平状態で取り付けられるか、のいずれか一つの手段により前記機器本体へ取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の開閉装置。
3. 前記支持部材は、前記支持部材の前記トーションスプリングの他端部が当接して移動する面に、前記ヒンジシャフトに垂直な断面形状を前記トーションスプリング側へ突出させたカム面を有することを特徴とする請求項１に記載の開閉装置。
4. 前記トーションスプリングは、前記補助付勢力を低下させる方向の前記支持部材の回動に伴って、前記支持部材に対する前記トーションスプリングの他端部の当接位置が前記支持部材の回動端側から前記ヒンジシャフト側へ移動することを特徴とする請求項１に記載の開閉装置。
5. 機器本体側に取付けられるケース状の取付部材と、蓋体側に取付けられる支持部材と、前記支持部材を前記取付部材に対して回動可能に連結するヒンジシャフトと、前記支持部材に補助付勢力を作用させる補助付勢手段と、を有する開閉装置であって、
   前記補助付勢手段は、前記ケース状の取付部材内の保持部に取り付けたピンをその軸方向へ通して設けたところの、前記取付部材と前記支持部材の間に弾設したトーションスプリングで構成され、このトーションスプリングは、前記ピンに直交する面に対して対称に形成された一対のコイル部と、この一対のコイル部の両内側の一対の線材からなる一端部と、前記一対のコイル部の両外側を繋いで設けたＵ字形状を呈した他端部を有し、前記一端部を前記取付部材の上下方向に設けた開口部へ挿入させ、前記他端部を前記支持部材の当接部に当接させると共に、前記トーションスプリングの一端部は、前記補助付勢力を調整するために前記取付部材に対して位置調整可能に設けられた第１腕部ホルダにより保持されていることを特徴とする開閉装置。
6. 機器本体側に取付けられるケース状の取付部材と、蓋体側に取付けられる支持部材と、前記支持部材を前記取付部材に対して回動可能に連結するヒンジシャフトと、前記支持部材に補助付勢力を作用させる補助付勢手段と、を有する開閉装置であって、
   前記補助付勢手段は、前記ケース状の取付部材内の保持部に取り付けたピンをその軸方向へ通して設けたところの、前記取付部材と前記支持部材の間に弾設したトーションスプリングで構成され、このトーションスプリングは、前記ピンに直交する面に対して対称に形成された一対のコイル部と、この一対のコイル部の両内側の一対の線材からなる一端部と、前記一対のコイル部の両外側を繋いで設けたＵ字形状を呈した他端部を有し、前記一端部を前記取付部材の上下方向に設けた開口部へ挿入させ、前記他端部を前記支持部材の当接部に当接させると共に、前記支持部材は、前記支持部材の前記トーションスプリングの他端部が当接して移動する面に、前記機器本体に対する前記蓋体の開成角度が所定角度以下の範囲で前記トーションスプリングの捩じれ弾性変形量を低下させるように形成されたカム面を有することを特徴とする開閉装置。
7. 請求項１～６のいずれか１項に記載の開閉装置を有し、前記機器本体側と前記蓋体とが前記開閉装置により開閉自在に連結されていることを特徴とする情報端末機器。

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