JPH10220093A - ヒンジ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転部材とフリクシヨン部材を接触させるこ
とにより、再調整の容易なヒンジ装置を得る。 【解決手段】 複写機１に取り付けられる第１の取付け
部材１０と、ＡＤＦ２に取り付けられる第２の取付け部
材１１は第１の軸部材１３で回動自在に軸承され、部材
１０には軸部材１３と平行に取り付けられた第２の軸部
材１６に固設された回転部材７がある。部材７は軸部材
１３に設けたフリクシヨン部材１５と接触しフリクシヨ
ン部を形成する。部材１５は、常時その表面を部材７と
接している。軸部材１６を軸承する孔は長孔１４とさ
れ、その底面をもって軸部材１６を揺動可能とし、部材
７との接触圧を自在としている。部材１１の軸部材１３
の取付け部から離れた他端部に第３の軸部材１８が軸承
され、軸部材１６との間にスプリングが架設されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】この発明は、複写機、イメー
ジスキャナ、印刷機などの画像形成装置に用いる原稿押
え装置や原稿供給装置などのユニット装置を画像処理装
置に対して開閉自在に結合するヒンジ装置に関するもの
であり、更に詳述すると、ユニット装置の上下移動荷重
の再調整をフリクシヨンで行うものに関する。 【０００２】 【従来の技術】画像形成装置に対して光挿入路を覆い、
原稿などをブラテンに適性圧で加えながら搬送するのに
供するユニット装置がある。複写機などの画像形成装置
にユニット装置を開閉自在に連結する場合、画像形成装
置の原稿搬送方向一側面とユニット装置の対向側面はヒ
ンジ装置で結合され開閉自在とされる。 【０００３】このヒンジ装置は画像形成装置に固定する
第１の取付け部材とユニット装置に固定する第２の取付
け部材とを回転軸で回動自在に連結し、第１、第２の取
付け部材間にスプリング、油圧シリンダーなどの伸縮自
在の緩衝部材を介在させて構成し、この緩衝部材でユニ
ット装置の開閉重量を軽減、調整している。従来のヒン
ジ装置にあって、第１、第２の取付け部材と緩衝部材と
の取り付け関係は緩衝部材の両端を第１、第２の取付け
部材に回動自在に軸承するもの（ａ）と、一方の取付け
部材にカム面を設け、このカム面に緩衝部材のスプリン
グの作用をもって一端を圧接し、このカム面に沿うよう
に第１、第２の取付け部材を開閉するもの（ｂ）が知ら
れている。（ａ）は単にスプリング、油圧シリンダーな
どの力で開閉動作を制御し構造は簡単であるが開閉のた
めに及ぼす操作力を自由に設定することはできない。ま
た、（ｂ）はスプリングなどの力に加えてカム面で開閉
動作を制御するため開閉の操作力を設計的に設定するこ
とができるが構造が複雑である。更に、従来の（ａ）、
（ｂ）いずれのものにあっても、開閉するユニット装置
の開閉重量にバラツキがあったり、開閉する位置によっ
て操作に要する力に強弱があると急激な開閉運動や弛緩
な開閉動作をし、危険であったりプラテンへの適性圧が
得られな虜れがある。このため緩衝部材とは別に開閉時
の上下移動荷重の再調整をする摩擦部材を設けて急激な
運動を防止している。 【０００４】この再調整をする摩擦部材の構造として、
取付け部材の一方と取付け部材の他方に互いに嵌合する
シリンダー部材とピストン部材を取り付け、ユニット装
置の開閉に伴つてシリンダー部材とピストン部材が擢動
するとき、摺動の摩擦抵抗により開閉運動の再調整、連
動の緩和をするものである。このような構造のものでは
使用によるシリンダー部材とピストン部材の摩耗や使用
中の温度変化などによって初期の摩擦力が得られない欠
点がある。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】この発明は簡単な構造
で開閉動作時の緩衝部材の運動を制動することにより、
円滑な開閉動作が得られるヒンジ装置の提供と、更にこ
の制御力を開閉角度に応じて増減することが可能なヒン
ジ装置の提供をその主な課題としている。 【０００６】 【課題を解決するための手段】その目的を達成するため
本発明に関わるヒンジ装置は、相対的に回動自在となる
よう回転軸で連結した、第１、第２の取付け部材と、こ
の第１の取付け部材に一端を第２の取付け部材に他端を
それぞれ軸承され該取付け部材の回動動作に応じて伸縮
かつ揺動自在の緩衝部材とを備えたヒンジ装置におい
て、上記緩衝部材の少なくとも一端に連結され該緩衝部
材の揺動運動に応じて回転する回転部材と、この回転部
材と接して上記緩衝部材の揺動運動を制動するフリクシ
ヨン部材とを備えたことを要旨とする。 【０００７】 【発明の実施の形態】図１はこの発明と関わる画像形成
装置とユニット装置との係合関係を示す図である。 【０００８】図１において、画像形成装置、例えば、複
写機１にユニット装置、例えば、ＡＤＦ（自動原稿送り
装置）２が左右一対のヒンジ装置３を介して開閉自在に
取り付けられている。ＡＤＦ２は原稿の搬送機構を持た
ない単に原稿を覆うものであってもよい。複写機１には
ヒンジ装置３を固定するため、その原稿搬送方向一側面
に段付きフック４やねじ孔５が設けられ、ヒンジ装置３
の第１の取付け部材と固定可能となっている。また、ね
じなどをもってヒンジ装置３の第２の取付け部材にＡＤ
Ｆ２は固定され、ヒンジ装置３を介して複写機1に対し
てＡＤＦ２は開閉自在となっている。なお、この発明の
ヒンジ装置３は原稿の厚みに追従できる、いわゆるリフ
ト機能をもったものにも適応できる。 【０００９】図２はこの発明のヒンジ装置３の基本構成
要件を示す斜視図である。 【００１０】図２において、ヒンジ装置３は複写機１に
取り付けられる金属板で成形された第１の取付け部材１
０と、ＡＤＦ２に取り付けられる金属板で成形された第
２の取付け部材１１を備え、第１および第２の取付け部
材１０、１１を形成する金属板はそれぞれ略コ字形状に
折り返されて側面部１０ａ、１０ｂおよび側面部１１
ａ、１１ｂを形成している。しかも、第２の取付け部材
１１のコ字形状内側に第１の取付け部材１０のコ字形状
が相対して嵌挿できる構造とされ、これら第１および第
２の取付け部材１０、１１の側面部１０ａ、１０ｂおよ
び側面部１１ａ、１１ｂにそれぞれ対峙する孔１２が穿
設され、この孔に側面部を貫通する後述するピン部材と
フリクシヨン部材７となる軸部材もしくはの軸部材自体
が挿入され、第１の軸部材１３として軸承されている。
この第１の軸部材１３を支軸として第１および第２の取
付け部材１０、１１は矢示Ａ一Ａ方向に回動自在に結合
されている。 【００１１】第１の軸部材１３の位置から後述する方向
に離れて第１の取付け部材１０の側面部１０ａ 、１０
ｂにスリットもしくは最孔１４（図２においては長孔と
して表示）が相対向して設けられ、この長孔１４に回転
部材１５が固定された第２の軸部材１６が軸支されてい
る。また、回転部材１５はスプリング１７の軸承支点を
中心に回転する回転体で構成されている。 【００１２】回転部材１５は潤滑性の高い樹脂などで形
成された部材で、フリクション部材７に対して、もしく
はフリクシヨン部材７としての第１の軸部材１３と接す
るように設けられ、その接触表面でフリクシヨンを発生
するフリクシヨン部を形成している。フリクション部は
第２の軸部材１６の円周部を利用してもよいが、回転部
材１５のフリクシヨン部方向を非円形のカムとして構成
してもよい。この場合、回転部材１５を円形とし、フリ
クション部材７となる第２の軸部材１６の接触面を非円
形のカムで構成してもその作用効果は同じである。ま
た、回転部材１５の第３の軸部材方向の表面には緩衝部
材となるスプリング１７の少なくとも１本の一端を保持
するための取付座８が設けられ、スプリング１７は一体
的に回転部材１５と連結されている。 【００１３】第２の取付け部材１１の側面部１１ａ、１
１ｂの第１の軸部材１３の取付け部から離れた他端部に
第３の軸部材１８が軸承され、該軸部材にはスプリング
１７の少なくとも１本の他端を保持する保持部材１９が
設けられている。保持部材１９には、スプリング１７の
他端を保持する取付座９が設けられ、回転部材１５の取
付座８と保持部材１９の取付座９との間にヒンジ装置を
開く方向に付勢されスプリング１７が架設されている。
なお、回転部材１５および保持部材１９にはスプリング
１７の付勢方向を一定にするため、筒状のガイド部材２
１の筒内部に遊嵌可能とするガイド挿入部材２０が設け
られている。この結果、ヒンジ装置３の開閉に伴い、ス
プリング１７は伸縮および揺動運動を行う。 【００１４】図２においては、第１の軸部材１３を軸芯
として第１および第２の取付け部材１０、１１は回動す
るが、複写機１に対してＡＤＦ２の最大開閉位置を制限
するため、第１の取付け部材１０の背面部１０ｃは曲折
し第２の取付け部材１１の背面部１１ｃと最大開閉位置
で当接するように形成されている。このため、複写機１
とＡＤＦ２とはこの当接位置で最大開閉することになる
が、最大開閉位置を自在に設定することができる最大開
閉位置設定手段は設けられていない。 【００１５】図３は図２に示した矢示Ｂ一Ｂ方向の要部
断面図でフリクシヨン部２９を構成する部材の構成を示
す図であり、図３（ａ）はピン部材６表面にフリクシヨ
ン部材７を被覆して第１の軸部材１３としたものであ
り、図３（ｂ）は軸部材そのものを第１の軸部材１３と
したものである。 【００１６】図３において、第２の軸部材１６に固着さ
れた回転部材１５の第１の軸部材１３方向は円形を呈し
て、接触するフリクシヨン部材７との間でフリクシヨン
部を構成している。図３（ａ）のように、接触する第１
の軸部材１３は軸部材となるピン部材６にフリクシヨン
部材７を被覆したもの、もしくは、図３（ｂ）のよう
に、第１の軸部材１３の円柱表面そのものをフリクシヨ
ン部材７として使用する。いずれの場合であっても、フ
リクシヨン部材７と回転部材１５とは接触し、この接触
表面はフリクシヨンを発生するフリクシヨン部２９を形
成している。 【００１７】図４は図２の基本構成要件にＡＤＦ２の最
大開閉角度を自在に制御する機構を付加したものの構成
図であり、図４（ａ）は最大開閉角度位置での側面図で
あり、図４（ｂ）は最小開閉角度位置での側面図であ
る。また、図５は図４に係る平面図である。 【００１８】図４及び図５において、第２の取付け部材
は図２に示した第２の取付け部材１１とは別のＡＤＦ２
に取り付けられる金属板で形成された第３の取付け部材
２２を持ち、第３の軸部材１８をもってスプリング１７
を回転部材１５に架設すると共に、第４の軸部材２３を
もって図２に示した第２の取付け部材１１相当の部材２
４に軸承し、該部材２４は第１の軸部材１３をもって第
１の取付け部材１０と回動自在に軸承されている。ま
た、第１の軸部材１３側に近い部材２４の奥側面には防
挟部材２４’が設けられている。該防挟部材２４’はや
や突出した湾曲状のものであって、軸部材１３の回動方
向に沿って設けられている。従つて、部材２４の回動範
囲において、奥側面部にできる取付け部材１０との空間
を無くするような構成となっている。即ち、上記構成要
素により、指などの挟み込み防止が可能となる。 【００１９】図４及び図５の構成では、打ち出しタップ
孔２５から図示しないびすなどを挿入し第３の取付け部
材２２と部材２４を離間するとき、複写機１とＡＤＦ２
との最大開閉位置を狭める方向に開閉角度を自在に設定
することができる。 【００２０】図６は図２に示した構成における、第１の
取付け部材１０と第２の取付け部材１１との開閉力、長
孔１４の軸方向とフリクシヨン部２９の抗力などの関係
を説明する図である。 【００２１】図６において、第１の取付け部材１０と第
２の取付け部材１１はスプリング１７の軸線Ｌ１と第３
の軸部材１８の中心から第１の軸部材１３の中心に至る
軸線Ｌ２とはθ３の角度をもたせていることにより、ス
プリング１７の付勢力に分力が生じ、開く方向にＭなる
モーメントが発生する。 【００２２】いま、スプリングの付勢力をＧとすると、 【数１】Ｍ＝ｘ（Ｇｓｉｎθ３) となる。ここで、ｘは第３の軸部材１８の中心から第１
の軸部材１３の中心までの長さであり、θ３は第１の軸
部材１３と第３の軸部材１８に対して第２の軸部材１６
がどの位置にあるかで決まる角度であるので、ヒンジ装
置の開閉度合いに応じて変わるが、第３の軸部材１８を
第２の軸部材１６、第１の軸部材１３に対し相対的にど
の位置にするかで態様を変えるものである。従つて、設
計条件として所望するＭになるように位置決めする。 【００２３】また、スプリング１７の付勢力Ｇは長孔１
４の軸線Ｌ３方向に対して分力して表現できる。この
際、第１の軸部材１３と回転部材１５はフリクシヨン部
２９で接触しているので、 【数２】Ｇ・ｃｏｓθ１= ｃｏｓθ２ となる。ここで、Ｒはフリクシヨン部２９の接点Ｑにお
ける軸部材１３からの抗力である。また、接点Ｑで発生
する回転部材１５とフリクシヨン部材７との摩擦トルク
をＴとすると 【数３】Ｔ＝ｒ（μＧｃｏｓθ１/ｃｏｓθ２) となる。ここで、ｒは回転部材の半径である。従つて、
ｒをヒンジ装置の開閉角度と共に可変すれは、摩擦トル
クをヒンジ装置の開閉角度と共に可変することができ
る。このため、フリクシヨン部方向を非円形のカムとし
て構成してもよい。 【００２４】注意すべき点はθ２がヒンジの開く程度が
未定の設計の際に既に固定されていることである。仮に
θ２を可変にする機構を組み込んだとしてもそれは調整
する際にのみ可変することになる。従つて、軸線Ｌ３の
方向によって摩擦トルクＴはその発生程度を調整できる
ことになる。この意味において、軸線Ｌ３の方向が定ま
れば長孔１４は孔でなくスリットでもよい。ところでθ
１が負になることがないような範囲なら第２の軸部材１
６は長孔１４を図示下方に常に押える方向に移動しよう
と働くので長孔１４の下面で軸承することも可能であ
る。つまり、軸部材１６の周囲で力のバランスが保てる
形状の受部であればよく、従つて、長孔１４はその軸線
Ｌ３方向と下面の強度が保持されれば、長孔１４の形状
は特に限定されない。 【００２５】図７は図２に示した長孔１４に変えて、上
述した理由により、第２の軸部材１６を押し台２６で保
持するとすると共に、押し台２６の軸方向を調整する機
構を設けることにより、θ１を可変できる構造としたも
のの一例を示す図である。 【００２６】図７において、第２の軸部材１６は図示し
ない第１の取付け部材から延設されたブラケット２７に
第５の軸２８で軸承された押し台２６の底面３０で保持
されている。押し台２６はボルト３１でその方向が調整
可能となっている。なお、第２の軸部材１６の中心を通
る軸線Ｌ３と底面３０は平行となっていて、第２の軸部
材１６は底面３０で接触し、押圧することになる。この
結果、ボルト３１を調整することにより、押し台２６の
方向、つまり、軸線Ｌ３の方向が変わるので図６に示し
たθ１を変えることができるので、摩擦トルクＴを自在
に可変することができる。 【００２７】図８はＡＤＦの開閉角度に対するＡＤＦの
閉塞トルクがフリクシヨン部によって影響する様子を示
す図である。 【００２８】図８において、横軸はＡＤＦの開閉角度で
あり、縦軸はＡＤＦの閉塞トルクを示す。ＡＤＦの自重
モーメントはＡＤＦの開閉角度の増加に伴つて曲線を描
きながら低下するのに対して、スプリングトルクはＡＤ
Ｆの開閉角度の増加に伴つてある角度までは曲線を描き
ながら増加し、その後ＡＤＦの開閉角度の増加に伴つて
曲線を描きながら低下する。他方、回転部材１５のフリ
クシヨン部と第２の軸部材１６との接触による摩擦トル
クは図９に示すθ２の値で変動するが、スブリングトル
クを増加させる方向に働く、この結果、ＡＤＦの自重落
下位置をＡＤＦの開閉角度に対して可変することができ
る。すなわち、このような構成において、フリクシヨン
部と第２の軸部材１６との接触圧により発生した摩擦抵
抗により、ヒンジ装置開閉力の再調整がなされる。 【００２９】 【発明の効果】以上のように本発明のヒンジ装置によれ
ば、再調整をする摩擦部材の構造として、相対的に回動
自在となるよう回転軸で連結した、第１、第２の取付け
部材と、これら取付け部材の回動動作に応じて伸縮かつ
揺動自在の緩衝部材とを備えたヒンジ装置の緩衝部材の
少なくとも一端に連結され該緩衝部材の揺動運動に応じ
て回転する回転部材と、この回転部材と接して上記緩衝
部材の揺動運動を制動するフリクシヨン部とを備えてい
るので、使用によるシリンダー部材とピストン部材の摩
耗や使用中の温度変化などによって初期の摩擦力が得ら
れなくなる欠点を解消することができる。従つて、長期
の使用において安定して使用することができる。 【００３０】このため、簡単な構造で開閉動作時の緩衝
部材の連動を制動することにより、円滑な開閉動作が得
られると共に、回転部材と、回転部材と接して上記緩衝
部材の揺動運動を制動するフリクシヨン部との制御力を
開閉角度に応じて増減することが可能である。従つて、
ユニット装置の回動トルクに合わせた使用し易い最適の
ヒンジ装置を得ることができる。 【００３１】上記構成のユニット装置は部品点数が少な
く、長期に亘つて安定して動作するので、装置をメンテ
ナンスフリーとして動作させることが可能である。しか
も装置全体をコンパクトに構成することができ、設置後
の維持管理においても、点検修理などが容易にできる。

【図面の簡単な説明】 【図１】この発明と関わる画像形成装置とユニット装置
との係合関係を示す図である。 【図２】この発明のヒンジ装置３の基本構成要件を示す
斜視図である。 【図３】図２に示した矢示Ｂ一Ｂ方向の要部断面図でフ
リクシヨン部を構成する部材の構成を示す図である。 【図４】この発明の基本構成要件にＡＤＦの最大開閉角
度を自在に制御する機構を付加した構成図である。 【図５】図４に係る平面図である。 【図６】図２に示した構成における、第１の取付け部材
と第２の取付け部材との開閉力、長孔の軸方向とフリク
ション部の抗力などの関係を説明する図である。 【図７】図２に示した長孔に変えて第２の軸部材を押し
台で保持すると共に、押し台の軸方向を調整する機構を
設けたものの一例を示す図である。 【図８】この発明のＡＤＦの開閉角度に対するＡＤＦの
閉塞トルクがフリクシヨン部によって影響する様子を示
す図である。 【図９】ヒンジ装置長孔軸方向と第１の軸部材の挟角θ
２を示す図である。 【符号の説明】 １ 複写機 ２ ＡＤＦ ３ ヒンジ装置 ７ フリクシヨン部材 １０ 第１の取付け部材 １１ 第２の取付け部材 １３ 第１の軸部材 １４ スリットもしくは長孔 １５ 回転部材 １６ 第２の軸部材 １７ スプリング １８ 第３の軸部材 ２０ ガイド部材 ２１ ガイド部材 ２２ 第３の取付け部材 ２３ 部材

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】相対的に回動自在となるよう回転軸で連結
   した、第１、第２の取付け部材と、この第１の取付け部
   材に一端を第２の取付け部材に他端をそれぞれ軸承され
   該取付け部材の回動動作に応じて伸縮かつ揺動自在の緩
   衝部材とを備えたヒンジ装置において、 上記緩衝部材の少なくとも一端に連結され該緩衝部材の
   揺動運動に応じて回転する回転部材と、この回転部材と
   接して上記緩衝部材の揺動運動を制動するフリクシヨン
   部材とを備えたことを特徴とするヒンジ装置。 【請求項２】前記回転部材を前記緩衝部材の軸承支点を
   中心に回転する回転体で構成した請求項１記載のヒンジ
   装置。 【請求項３】前記緩衝部材の一端を前記回転部材に一体
   的に連結すると共に、この回転部材を前記緩衝部材に作
   用するスラスト方向の力の少なくとも一部を前記フリク
   シヨン部材で支持するよう前記取付け部材の一方に軸承
   したことを特徴とする請求項１記載のヒンジ装置。 【請求項４】前記回転部材を前記取付け部材にスリット
   状軸受で回転自在に軸承した請求項３記載のヒンジ装
   置。 【請求項５】前記回転部材を前記取付け部材に遊嵌軸受
   で回転自在に軸承した請求項３記載のヒンジ装置。 【請求項６】前記回転部材とフリクシヨン部材との少な
   くとも一方を非円形の回転カムで構成した請求項1記載
   のヒンジ装置。 【請求項７】前記緩衝部材をコイルスブリングで構成し
   た請求項１記載のヒンジ装置。 【請求項８】前記緩衝部材を前記第１の取付け部材に軸
   承する取付座と第２の取付け部材に軸承する取付座と、
   この両取付座間に配置した複数のスプリングとで構成し
   た請求項１記載のヒンジ装置。 【請求項９】前記第１、第２の取付け部材の少なくとも
   一方を断面コ字状のブラケットで構成し、このブラケツ
   トに前記回転部材と前記フリクシヨン部材をピン部材で
   軸承した請求項１記載のヒンジ装置。 【請求頃１０】前記第１、第２の取付け部材の一方を互
   いに回転自在に連結した２つの板状部材で構成した請求
   項１記載のヒンジ装置。 【請求項１１】本体装置にユニット装置を回転自在に連
   結するヒンジ装置において、上記本体装置とユニット装
   置とを回転自在に連結する回転軸と、上記本体装置に一
   端を上記ユニット装置に他端をそれぞれ軸承され上記ユ
   ニット装置の回動動作に応じて伸縮かつ揺動自在の緩衝
   部材と、この緩衝部材の少なくても一端に連結され該緩
   衝部材の揺動運動に応じて回転する回転部材と、この回
   転部材と接して上記緩衝部材の揺動運動を制動するフリ
   クシヨン部材とを備えたヒンジ装置。 【請求項１２】前記緩衝部材の一端を前記回転部材に一
   体的に連結すると共に、この回転部材を前記本体装置側
   もしくはユニット装置側に前記緩衝部材のスラスト方向
   に作用する力を前記フリクシヨン部材が支持するように
   軸承した請求項１１記載のヒンジ装置。