(57)【要約】【課題】軽量・小型で長期間の使用にも安定してメンテナンスが容易である開閉装置におけるヒンジダンパーを提供する。【解決手段】開閉装置におけるヒンジダンパーは、ケース１０に回転自在に枢着された回転軸１３と、該回転軸１３に回転自在に取り付けられると共に内歯１２ｂを形成したギヤリング１２と、開閉部材の回転をギヤリング１２に伝達する手段と、該ギヤリング１２の内歯１２ｂと噛み合う歯１４ａを有するギヤプラネット１４と、該ギヤプラネット１４の回転を規制して、その中心を上記ギヤリング１２の回転中心の回りに円軌跡運動せしめる回転規制手段と、上記ギヤリング１２の回転エネルギーを吸収する手段から構成される。【選択図】        図３
2006029572.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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開閉部材を開く方向に付勢する圧縮コイルバネやウレタンエラストマー発泡体等の弾性体から成る開閉装置において、ケースに回転自在に枢着された回転軸と、該回転軸に回転自在に取り付けられると共に内歯を形成したギヤリングと、上記開閉部材の回転を前記ギヤリングに伝達する手段と、該ギヤリングの内歯と噛み合う歯を有すると共に前記回転軸に一体となった偏心軸部に回転自在に取り付けられるギヤプラネットと、該ギヤプラネットの回転を規制して、その中心を上記ギヤリングの回転中心の回りに円軌跡運動せしめる回転規制手段と、上記ギヤリングの回転エネルギーを吸収する手段から構成されることを特徴とするヒンジダンパー。
【請求項２】
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開閉部材を開く方向に付勢する圧縮コイルバネやウレタンエラストマー発泡体等の弾性体から成る開閉装置において、ケースに回転自在に枢着された回転軸と、該回転軸に回転自在に取り付けられると共に内歯を形成したギヤリングと、上記開閉部材の回転を前記ギヤリングに伝達する手段と、該ギヤリングの内歯と噛み合う歯を有すると共に前記回転軸に一体となった偏心軸部に回転自在に取り付けられるギヤプラネットと、該ギヤプラネットの回転エネルギーを吸収する手段から構成されることを特徴とするヒンジダンパー。
【請求項３】
上記開閉部材の回転を上記ギヤリングに伝達する手段が、セクタギヤであることを特徴とする請求項１または２に記載の開閉装置におけるヒンジダンパー。
【請求項４】
上記ギヤプラネットの回転を規制する手段が、該ギヤプラネットに植設された作動ピンと、該作動ピンを挿通せしめてその動きを規制する孔を有するブッシュから成ることを特徴とする請求項１または３に記載の開閉装置におけるヒンジダンパー。
【請求項５】
上記ギヤリングの回転エネルギーを吸収する手段が、該ギヤリングに形成したフリクション歯と、これに摺接する波形周面を有するプレートプラネットから成ることを特徴とする請求項１、３または４に記載の開閉装置におけるヒンジダンパー。
【請求項６】
上記ギヤプラネットの回転エネルギーを吸収する手段が、該ギヤプラネットに取り付けられたフリクションピンおよび該フリクションピンが摩擦当接するフリクション外周カムを有するフリクションプレートから成ることを特徴とする請求項２または３に記載の開閉装置におけるヒンジダンパー。
【請求項７】
上記フリクション外周カムが、上記開閉部材が閉じる直前で摩擦トルクのピークを生じるように形成されていることを特徴とする請求項６に記載の開閉装置におけるヒンジダンパー。
【請求項８】
開閉部材の取付部材に内蔵されることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６または７に記載の開閉装置におけるヒンジダンパー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機の原稿圧着板等の開閉部材又はトイレの便座開閉部材を安全かつ円滑に開閉するための、開閉装置におけるヒンジダンパーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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開閉装置において、該原稿圧着板の重量が圧縮コイルバネの付勢力に勝って、原稿圧着板が急激に落下し、その結果、手を挟んだり風圧により原稿位置がずれたりするのを流体ダンパーにより防止する技術があった。（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
しかしながら、上記従来の原稿圧着板の急激落下の防止技術は、油圧ダンパーを使用しているため、下記のような問題点があった。
１）荷重エネルギー方向にそのまま吸収するためピストンを受けるケースの剛性が必要となる。
２）ダイカスト等の金属製品であるため重く、体積も軸方向に長くなって、設置のためのスペースを必要となる。
３）ヒンジのコイルバネの中に納めるため、バネ自体が大型になってしまう。
４）オイル粘性抵抗を熱エネルギーに変換するので、連続使用すると高温になる。また、オイル粘性抵抗が外部温度に依存するため不安定である。したがって開閉装置の連続開閉動作時、性能が出ない欠点がある。
５）原稿圧着板を強引に閉めるとダンパーに過負荷がかかって、内部の油圧が急激に上がり、破損する恐れがある。
６）ダンパーのピストンロッドが偏心荷重に弱いため、高精度に動作させる必要があり、オイル漏れや装置の破壊を招き易い。
７）周辺の油や水分がピストンロッドに付着してパッキンを破損させたり動作不良を招き易い。
８）破棄する時にオイル処理等の環境対策を必要とする。
９）オイルの温度依存性が有る為、使用温度が室温以外の場所はダンパ性能が著しく変化する。
【特許文献１】実用新案登録第２５８９７１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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、軽量・小型で長期間の使用にも安定してメンテナンスが容易であり、また、原稿圧着板が閉じる直前で最大の制動トルクを発揮して効果的に閉じることができる開閉装置におけるヒンジダンパーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の開閉装置におけるヒンジダンパーは、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開閉部材を開く方向に付勢する圧縮コイルバネやウレタンエラストマー発泡体等の弾性体から成る開閉装置において、ケースに回転自在に枢着された回転軸と、該回転軸に回転自在に取り付けられると共に内歯を形成したギヤリングと、上記開閉部材の回転を前記ギヤリングに伝達する手段と、該ギヤリングの内歯と噛み合う歯を有すると共に前記回転軸に一体となった偏心軸部に回転自在に取り付けられるギヤプラネットと、該ギヤプラネットの回転を規制して、その中心を上記ギヤリングの回転中心の回りに円軌跡運動せしめる回転規制手段と、上記ギヤリングの回転エネルギーを吸収する手段から構成されることを特徴とする。また、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開閉部材を開く方向に付勢する圧縮コイルバネやウレタンエラストマー発泡体等の弾性体から成る開閉装置において、ケースに回転自在に枢着された回転軸と、該回転軸に回転自在に取り付けられると共に内歯を形成したギヤリングと、上記開閉部材の回転を前記ギヤリングに伝達する手段と、該ギヤリングの内歯と噛み合う歯を有すると共に前記回転軸に一体となった偏心軸部に回転自在に取り付けられるギヤプラネットと、該ギヤプラネットの回転エネルギーを吸収する手段から構成されることを特徴とする。さらに、上記開閉部材の回転を上記ギヤリングに伝達する手段が、セクタギヤであることを特徴とする。又さらに、上記ギヤプラネットの回転を規制する手段が、該ギヤプラネットに植設された作動ピンと、該作動ピンを挿通せしめてその動きを規制する孔を有するブッシュから成ることを特徴とする。さらに又、上記ギヤリングの回転エネルギーを吸収する手段が、該ギヤリングに形成したフリクション歯と、これに摺接する波形周面を有するプレートプラネットから成ることを特徴とする。また、上記ギヤプラネットの回転エネルギーを吸収する手段が、該ギヤプラネットに取り付けられたフリクションピンおよび該フリクションピンが摩擦当接するフリクション外周カムを有するフリクションプレートから成ることを特徴とする。さらに、上記フリクション外周カムが、上記開閉部材が閉じる直前で摩擦トルクのピークを生じるように形成されていることを特徴とする。又さらに、本ヒンジダンパーが開閉部材の取付部材に内蔵されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の開閉装置におけるヒンジダンパーは、小さなダンパー機能の構造により大きなエネルギー吸収能力を発揮させることができ、軽量・小型で長期間の使用にも安定してメンテナンスが容易である等の利点がある。また、従来のオイルダンパーのようにオイルを全く使用しない構造であるため、上記従来の問題点を回避するという利点を有する。さらに、原稿圧着板が閉じる直前で最大の制動トルクを発揮することができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の開閉装置におけるヒンジダンパーの各実施例について、図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【０００８】
図１において、Ｐは原稿圧着板であって、開閉装置Ｈを介して、複写機等の装置本体Ｍに開閉自在に取り付けられている。上記開閉装置Ｈは、上記装置本体Ｍに取り付けられている取付部材１と、該取付部材１にヒンジ軸２を介して回動自在に枢着されている支持アーム３と、該支持アーム３の先端部に支持軸４を介して回動自在に枢着されていると共に、上記原稿圧着板Ｐを取付けているリフトアーム５から、主として構成されている。
【０００９】
上記支持アーム３内には第１スライダー６および第２スライダー７が長手方向に摺動自在に納められていると共に、これら第１、２スライダー６、７間には圧縮コイルバネ８が介挿されている。圧縮コイルバネ８に代えてウレタンエラストマーの発泡体を使用してもよい。第１スライダー６のカムフォロア６ａは、上記取付部材１に設置されたカム部９に当接すると共に、第２スライダー７のカムフォロア７ａは、上記リフトアーム５の前側板５ａに当接している。なお、本発明における開閉装置Ｈは、上記構造に限定するものではなく、例えば、支持軸４およびリフトアーム５を省略し、上記原稿圧着板Ｐを支持アーム３に取り付け固定するように構成する等、従来公知のいずれの構造でもよい。
上記ヒンジ軸２付近の取付部材１内には、ヒンジダンパーのケース１０が取り付けられている。
【００１０】
図２および図３はヒンジダンパーの構成を説明する図であって、上記ケース１０はケース本体１０ａと蓋部１０ｂから構成されている。該ケース１０内には、セクタギヤ１１、ギヤリング１２、回転軸１３、ギヤプラネット１４、作動ピン１５、プレートプラネット１６およびブッシュ１７が設けられている。
【００１１】
上記セクタギヤ１１は、上記開閉装置Ｈのヒンジ軸２に取り付け固定されていて、ヒンジ軸２の回転と共に回転する。該セクタギヤ１１には、上記開閉装置Ｈの回動角（本実施例では、約９０°）にほぼ一致する回転角に亘って歯１１ａが形成されている。
【００１２】
上記ギヤリング１２には、図４からも明らかなように、歯１２ａと内歯１２ｂとフリクション歯１２ｃが形成されている。上記歯車１２ａは、上記セクタギヤ１１の歯１１ａと噛み合っている。従って、上記開閉装置Ｈのヒンジ軸２の回転に伴って、セクタギヤ１１を介して、ギヤリング１２が回転するようになっている。
【００１３】
上記回転軸１３は、上記ケース１０の蓋部１０ｂおよび上記ブッシュ１７に回転自在に取り付けられていると共に、偏心軸部１３ａを有する。該偏心軸部１３ａには、上記ギヤプラネット１４が枢着されている。
【００１４】
上記ギヤプラネット１４には、歯１４ａが形成されていると共に、８本の作動ピン１５が植設されている。該歯車１４ａは、図５に示すように、上記ギヤリング１２の内歯１２ｂに噛み合っている。
【００１５】
図６（Ａ）から明らかなように、上記プレートプラネット１６の周囲は波形周面１６ａが形成されていて、この波形周面１６ａの表面に、上記ギヤリング１２のフリクション歯１２ｃが摺接している。また、該プレートプラネット１６には孔１６ｂが形成されていて、これに上記作動ピン１５が貫通している。なお、該プレートプラネット１６も、上記ギヤプラネット１４と同様に、上記回転軸１３の偏芯軸部１３ａに枢着されている。
【００１６】
上記ブッシュ１７は上記ケース本体１０ａの奥部に回転しないように固着されていて、上記回転軸１３を回転自在に軸受けしている。図７から明らかなように、該ブッシュ１７にも孔１７ａが形成されていて、上記作動ピン１５の先端部が挿設されている。
【００１７】
本実施例のヒンジダンパーは、以上のように構成されているので、原稿圧着板Ｐを、図１（Ｂ）に矢印で示すように、閉じると、そのヒンジ軸２と一体になったセクタギヤ１１が、図２（Ｂ）に矢印で示すように、反時計回りに回動して、ギヤリング１２の歯車１２ａ、すなわちギヤリング１２を時計方向に回転せしめる。
【００１８】
ギヤリング１２が回転すると、その内歯１２ｂと噛み合っている歯１４ａを介して、ギヤプラネット１４を回転させようとする。しかし、該ギヤプラネット１４は、これに植設された作動ピン１５が、ケース１０に固定されているブッシュ１７の孔１７ａに挿通していて、その回転が阻止されている。一方、上記ギヤプラネット１４は回転軸１３とは偏心している偏心軸部１３ａに回転自在に枢着されている。その結果、該ギヤプラネット１４は、図８（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、上記ギヤリング１２は回転することなく、すなわち、向きを変えることなく、その中心１２ｄ（偏心軸部１３ａの中心と一致している）が、回転軸１３の中心１３ｂの回りを回転することになる。この時、上記作動ピン１５は、図７（Ｂ）に示すように、ブッシュ１７の孔１７ａ内で円を描くように動いている。
【００１９】
上記作動ピン１５は、上記プレートプラネット１６の孔１６ａ内でも円を描くように運動するため、これに伴って、該プレートプラネット１６向きを変えることなく、同じような円軌跡運動をする。該プレートプラネット１６が円軌跡運動をすると、その波形周面１６ａが揺動して、これに摺接しているフリクション歯１２ｃの回転移動を許すようになっている。
【００２０】
上記ブッシュ１７の孔１７ａ内での作動ピン１５の円軌跡運動や、プレートプラネット１６の波形周面１６ａとフリクション歯１２ｃの摺動運動などにより、上記原稿圧着板Ｐが閉じる際の運動エネルギーが吸収されることになる。  
【００２１】
本発明の開閉部材Ｈの回転をギヤリング１２に伝達する手段としては、上記セクタギヤ１１等の歯車機構に限定するものではなく、例えば、ベルトやリンクによる動力伝達機構としてもよい。
【００２２】
本発明のギヤプラネット１４の回転を規制する手段としては、上記実施例のギヤプラネット１４に植設された作動ピン１５と、該作動ピン１５を挿通せしめてその動きを規制する孔１７ａを有するブッシュ１７によるものに限定するものではなく、該ギヤプラネット１４の中心の上記円軌跡運動を許しながら、その回転を規制する構成のものであれば、いずれでもよい。
【００２３】
本発明のギヤリング１２の回転エネルギーを吸収する手段としては、該ギヤリング１２に形成したフリクション歯１２ｃと、これに摺接する波形周面１６ａを有するプレートプラネット１６の構成に限定するものではなく、上記ギヤリング１２の回転に所望の抵抗をかける手段、摩擦抵抗や磁気抵抗等のエネルギー吸収手段であってもよい。
【実施例２】
【００２４】
図９および図１０は、別の実施例を示すもので、ケース１０、ケース本体１０ａ、蓋部１０ｂ、セクタギヤ１１、歯１１ａ、ギヤリング１２、歯車１２ａ、内歯１２ｂ、中心１２ｄ、回転軸１３、偏心軸部１３ａ、中心１３ｂ、ギヤプラネット１４および歯１４ａは、上記実施例１の各部材とほぼ同じ構造および機能を有する。
【００２５】
上記ギヤプラネット１４には、４つのフリクションピン１８が回転自在に取り付けられている。１９はフリクションプレートであって、上記ギヤプラネット１４側にはフリクション外周カム１９ａが形成されている。図１１（Ａ）に示すように、前記フリクション外周カム１９ａには、上記フリクションピン１８が摩擦当接している。なお、本実施例では、フリクション外周カム１９ａはフリクションプレート１９の両面に形成されているが、それぞれが異なるカム曲線を有し、１個のフリクションプレート１９で２種類の用途に使用できるようにしたものであって、実際には、ギヤプラネット１４側のフリクション外周カム１９ａのみ機能する。
【００２６】
従って、原稿圧着板Ｐを、図１（Ｂ）に矢印で示すように、閉じると、セクタギヤ１１、ギヤリング１２を介してギヤプラネット１４が回転し、図１１（Ｂ）に代表して示すように、フリクションピン１８が実線状態から破線状態を経て２点鎖線状態に矢印のように移動する。このフリクションピン１８の移動に伴って、フリクション外周カム１９ａとの間のトルクが変化する。すなわち、原稿圧着板Ｐが閉じる方向に回動すると、圧縮コイルバネ８の反発力に対して、原稿圧着板Ｐの重力が徐々に打ち勝って、急激に落下しようとするので、この急激な落下を緩和するように、上記トルクが除除に増すように変化し、原稿圧着板Ｐが閉じる直前（原稿圧着板Ｐが直立の状態を０°、閉じた水平の状態を９０°とすると、８０°付近）で最大のトルクを出すようになっている。図１２は、原稿圧着板Ｐの回転角、すなわちフリクションピン１８の回動角とトルクの関係を示すもので、トルクは７０°付近から急激に上昇して８０°直前でピークとなっている。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明の開閉装置のヒンジダンパーは、上記複写機の原稿圧着板に限定するものではなく、スキャナーやファックス機器、あるいは洋式便器の蓋などの開閉部材を開閉するヒンジなどの用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明のヒンジダンパーを備えた原稿圧着板の開閉装置の側面図（Ａ）およびその作用図（Ｂ）である。
【図２】第一の実施例のヒンジダンパーの断面図（Ａ）およびそのイ−イ断面図（Ｂ）である。
【図３】図２の軸方向に分解した断面斜視図である。
【図４】ギヤリングおよびギヤプラネットの斜視図である。
【図５】ギヤリングとギヤプラネットの関係説明図である。
【図６】プレートプラネットの作用説明図である。
【図７】ギヤプラネットの作動ピンの作用説明図である。
【図８】ギヤリング内でのギヤプラネットの動きの説明図である。
【図９】第二の実施例のヒンジダンパーの断面図である。
【図１０】図８の分解斜視図である。
【図１１】フリクションピンとフリクション外周カムの係合状態を示す説明図である。
【図１２】フリクションピンの回動角とトルクの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２９】
１  取付部材
２  ヒンジ軸
３  支持アーム
４  支持軸
５  リフトアーム
５ａ  前側板
６  第１スライダー
６ａ  カムフォロア
７  第２スライダー
７ａ  カムフォロア
８  圧縮コイルバネ
９  カム部
１０  ケース
１０ａ  ケース本体
１０ｂ  蓋部
１１  セクタギヤ
１１ａ  歯
１２  ギヤリング
１２ａ  歯車
１２ｂ  内歯
１２ｃ  フリクション歯
１２ｄ  中心
１３  回転軸
１３ａ  偏心軸部
１３ｂ  中心
１４  ギヤプラネット
１４ａ  歯
１４ｂ  穴
１５  作動ピン
１６  プレートプラネット
１６ａ  波形周面
１６ｂ  孔
１７  ブッシュ
１７ａ  孔
１８    フリクションピン
１９    フリクションプレート
１９ａ  フリクション外周カム
Ｈ  開閉装置
Ｍ  装置本体
Ｐ  原稿圧着板
【図１】
2006029572.tif 000003
【図２】
2006029572.tif 000004
【図３】
2006029572.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2006029572.tif 000008
【図７】
2006029572.tif 000009
【図８】
2006029572.tif 000010
【図９】
2006029572.tif 000011
【図１０】
2006029572.tif 000012
【図１１】
2006029572.tif 000013
【図１２】
2006029572.tif 000014