(57)【要約】【課題】筐体を容易に分解することができ、また、筐体を開く方向へ過剰な外力が加えられた場合でも筐体の破損を防止することができるカードリーダを提供する。【解決手段】第１フレームおよび第２フレームと、第１フレームおよび第２フレームを開閉可能に連結するヒンジ部と、を備え、ヒンジ部は、第１フレームに設けられた凸部である軸部と、第２フレームに設けられ、軸部を回動可能に支持する凹部または貫通孔である軸保持部と、軸保持部から該軸保持部の径方向外側に延び、第２フレーム外に貫通した溝部または切り欠き部である通路部と、を有し、軸部は、該軸部の周方向の一部に、該軸部の軸幅が小さく形成された部位である小幅部を有しており、通路部の通路幅は、小幅部の軸幅と略同一であることを特徴とするカードリーダにより解決する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のフレーム半体である第１フレームおよび第２フレームと、
前記第１フレームおよび前記第２フレームを開閉可能に連結するヒンジ部と、を備え、
前記ヒンジ部は、前記第１フレームに設けられた凸部である軸部と、前記第２フレームに設けられ、前記軸部を回動可能に支持する凹部または貫通孔である軸保持部と、前記軸保持部から該軸保持部の径方向外側に延び、前記第２フレーム外に貫通した溝部または切り欠き部である通路部と、を有し、
前記軸部は、該軸部の周方向の一部に、該軸部の差し渡し寸法である軸幅が小さく形成された小幅部を有しており、
前記通路部の通路幅は、前記小幅部の軸幅と略同一であることを特徴とするカードリーダ。
【請求項２】
前記第１フレームおよび前記第２フレームには、前記ヒンジ部が所定の角度である全開角度となったときに互いに当接し、該ヒンジ部が該全開角度を超えて開くことを制限するストッパ部が設けられており、
前記軸部は、前記ヒンジ部が前記全開角度となったときに、前記通路部に対して前記小幅部の軸幅で臨む向きに配置され、
前記ストッパ部の当接後、前記ヒンジ部をさらに開く方向に加えられる外力を過剰外力としたときに、該過剰外力により前記軸部に生じる力の少なくとも一部は、該軸部を前記通路部に誘導する方向へ作用することを特徴とする請求項１に記載のカードリーダ。
【請求項３】
前記通路部を前記軸部の軸線方向から見たときに、該通路部は、前記ストッパ部の当接位置を曲率中心とし、該当接位置から前記軸部中心までの距離を曲率半径とする円弧軌道とは異なる方向に延びていることを特徴とする請求項２に記載のカードリーダ。
【請求項４】
前記軸保持部の内面のうち、前記過剰外力により前記軸部が押しつけられる部位を該軸保持部の被押圧部としたときに、前記通路部は該被押圧部から段差なく連続しており、
前記軸部は、前記被押圧部および該被押圧部から連続する前記通路部の面に、該軸部の曲面で接することを特徴とする請求項３に記載のカードリーダ。
【請求項５】
前記軸部は、その外周面の周方向における一部が平面状に切り欠かれたＤカット形状であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のカードリーダ。
【請求項６】
前記第２フレームにおける前記通路部の縁部は樹脂製であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のカードリーダ。
【請求項７】
前記第１フレームおよび前記第２フレームは、挿入されたカードの搬送路を境に該カードの厚さ方向に分割されており、
前記ヒンジ部は、前記第１フレームおよび前記第２フレームの外面のうち、前記カードの進退方向における一方の端面の近傍部に配置されており、
前記通路部は前記軸保持部から前記第２フレームの前記一方の端面側に貫通した切り欠き部であり、
前記ストッパ部は、前記第１フレームおよび前記第２フレームの前記一方の端面同士の接触部であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のカードリーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はカードリーダのメンテナンス性向上技術および破損防止技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、開閉可能なケースカバーを備えるカードリーダが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１７９３６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
カードリーダには、内部機構のメンテナンスやスタックしたカードの除去を可能とするため、筐体に開閉構造が設けられることがある。開閉構造を備えるカードリーダには、その構造上、筐体を開く限界角度が定められているものがある。このような筐体を取り扱う際に、作業者がその限界角度を把握していなかったり、手指や工具が不意にぶつかったりすることで、筐体がその限界角度を超えて開かれた場合、開閉部が破損するおそれがある。
【０００５】
また、カードリーダの修理や部品交換、オーバーホールなど、比較的慎重さが求められる作業を行う際には、作業性を高めるため筐体が分解可能であることが望ましい。例えば上記特許文献１のカードリーダでは、ケースカバー７を取り外すときには、軸部１７を長孔１８ａから抜き取る必要がある。しかし、これら長孔１８ａおよび軸部１７は、外部からは視認不能であり、また、長孔１８ａの中程に設けられた軸部１７の抜き取り位置に軸部１７の位置を合わせる目安となるゲージやガイドも設けられていない。そのため、作業者は予め筐体の内部構造を把握しておき、触感的に軸体１７の抜き取り位置を探す必要がある。
【０００６】
上記問題に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、筐体を容易に分解することができ、また、筐体を開く方向へ過剰な外力が加えられた場合でも筐体の破損を防止することができるカードリーダを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明のカードリーダは、一対のフレーム半体である第１フレームおよび第２フレームと、前記第１フレームおよび前記第２フレームを開閉可能に連結するヒンジ部と、を備え、前記ヒンジ部は、前記第１フレームに設けられた凸部である軸部と、前記第２フレームに設けられ、前記軸部を回動可能に支持する凹部または貫通孔である軸保持部と、前記軸保持部から該軸保持部の径方向外側に延び、前記第２フレーム外に貫通した溝部または切り欠き部である通路部と、を有し、前記軸部は、該軸部の周方向の一部に、該軸部の差し渡し外径である軸幅が小さく形成された小幅部を有しており、前記通路部の通路幅は、前記小幅部の軸幅と略同一であることを特徴とする。
【０００８】
ヒンジ部を構成する軸部に小幅部が設けられ、通路部の通路幅がその小幅部の軸幅でのみ通過可能な幅に形成されていることにより、軸部がその小幅部で通路部に侵入する角度に第１フレームの開閉角度を合わせることで、第１フレームを容易に第２フレームから引き抜くことができる。ヒンジ部の構造が外部から視認可能なときは目視でその角度位置に調節すればよく、視認不能な場合でも、第２フレーム外に貫通した通路部の開口側に軸部を引きながら第１フレームを開いていくことで、容易にその角度位置を特定することができる。
【０００９】
また、前記第１フレームおよび前記第２フレームには、前記ヒンジ部が所定の角度である全開角度となったときに互いに当接し、該ヒンジ部が該全開角度を超えて開くことを制限するストッパ部が設けられており、前記軸部は、前記ヒンジ部が前記全開角度となったときに、前記通路部に対して前記小幅部の軸幅で臨む向きに配置され、前記ストッパ部の当接後、前記ヒンジ部をさらに開く方向に加えられる外力を過剰外力としたときに、該過剰外力により前記軸部に生じる力の少なくとも一部は、該軸部を前記通路部に誘導する方向へ作用することが好ましい。
【００１０】
ヒンジ部が全開角度を超えて展開されることを制限するストッパ部が設けられ、そして、ヒンジ部が全開角度になったときには軸部が通路部内に侵入可能な向きに配置され、さらに、ヒンジ部に加えられた過剰外力が軸部を通路部に誘導する方向に作用することにより、不意に過剰外力が加えられた場合でも、軸部が通路部を通り抜けることで第１フレームが第２フレームから外れ、ヒンジ部の破損が回避される。
【００１１】
また、前記通路部を前記軸部の軸線方向から見たときに、該通路部は、前記ストッパ部の当接位置を曲率中心とし、該当接位置から前記軸部中心までの距離を曲率半径とする円弧軌道とは異なる方向に延びていることが好ましい。
【００１２】
ヒンジ部に過剰外力が加えられたときの軸部の円弧軌道とは異なる方向に通路部が延びていることにより、所定の大きさの過剰外力が加えられるまでは、軸部を軸保持部内に留めておくことが可能となる。これにより、例えば、第２フレームの上に第１フレームが配置されている構成で、第１フレームが開かれたときに、第１フレームの自重だけで軸部が抜けてしまうような問題が回避される。
【００１３】
また、前記軸保持部の内面のうち、前記過剰外力により前記軸部が押しつけられる部位を該軸保持部の被押圧部としたときに、前記通路部は該被押圧部から段差なく連続しており、前記軸部は、前記被押圧部および該被押圧部から連続する前記通路部の面に、該軸部の曲面で接することが好ましい。
【００１４】
被押圧部と通路部との間に段差が設けられておらず、また、軸部がその曲面でこれら被押圧部および通路部と接することにより、過剰外力が加わったときにこれら被押圧部や通路部と軸部とが形状的に係合することを防ぐことができる。これにより、所定の過剰外力が加わったときには軸体が速やかに通路部を滑動することができ、ヒンジ部の破損が回避される。
【００１５】
また、前記軸部は、その外周面の周方向における一部が平面状に切り欠かれたＤカット形状であることが好ましい。
【００１６】
軸部がＤカット形状であることにより、軸保持部内に軸部を正確に位置決めするための軸保持部の内面との接触面積の確保と、Ｄカット面による小幅部の確保との両立を図ることができる。
【００１７】
また、前記第２フレームにおける前記通路部の縁部は樹脂製であることが好ましい。
【００１８】
第２フレーム全体または少なくとも通路部の縁部を樹脂製とすることにより、ヒンジ部に加えられた過剰外力で通路部が内側から軸部に押圧されたときに、通路部が弾性変形してその通路幅が拡げられることとなる。この弾性変形を利用することにより、通路部の通路幅を比較的狭く設計することが可能となる。これにより、ヒンジ部の破損防止効果を維持しつつ、通常開閉時に軸部が不意に通路部に侵入してしまうことを防ぐことができる。
【００１９】
また、前記第１フレームおよび前記第２フレームは、挿入されたカードの搬送路を境に該カードの厚さ方向に分割されており、前記ヒンジ部は、前記第１フレームおよび前記第２フレームの外面のうち、前記カードの進退方向における一方の端面の近傍部に配置されており、前記通路部は前記軸保持部から前記第２フレームの前記一方の端面側に貫通した切り欠き部であり、前記ストッパ部は、前記第１フレームおよび前記第２フレームの前記一方の端面同士の接触部であることが好ましい。
【００２０】
第１フレームと第２フレームがカードの搬送路を境にカードの厚さ方向に分割されていることにより、カードリーダの内部機構のメンテナンスやスタックしたカードの取り出しが容易となる。また、ヒンジ部が上記一方の端面の近傍部に設けられ、その一方の端面がストッパ部を兼ねていることにより、既存のカードリーダの基本構成やサイズを維持したまま本発明のヒンジ部を備えることが可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように、本発明のカードリーダによれば、筐体を容易に分解することができ、また、筐体を開く方向へ過剰な外力が加えられた場合でも筐体の破損を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態にかかるカードリーダの外観を示す側面図である。
【図２】カードリーダの内部機構の概要を示す側面視断面図である。
【図３】ヒンジ部の部分拡大図である。
【図４】フレームの分解時におけるヒンジ部の動作を説明する模式図である。
【図５】ヒンジ部の破損防止構造を説明する側面図である。
【図６】ヒンジ部の破損防止動作を説明する模式図である。
【図７】過剰外力により軸部が通路部を通過する様子を示す模式図である。
【図８】ヒンジ部の変形例の構成および動作を示す模式図である。
【図９】ヒンジ部の変形例の構成および動作を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
［構成概要］
以下、本発明のカードリーダの実施形態について図面を用いて説明する。本実施形態のカードリーダは、カードに記録されたデータの読み取りやカードへのデータの記録を行う装置であり、例えばＡＴＭ（Automatic Teller Machine）やキャッシュディスペンサ、キオスク端末、流通ＰＯＳ（Point of sale system）端末、入退出管理端末、各種ＩＤカード端末など、カードの記録情報を処理する上位の装置に組み込まれて使用される。
【００２４】
図１は、本実施形態にかかるカードリーダ１００の外観を示す側面図である。カードリーダ１００の筐体は、開閉可能な一対のフレーム半体である第１フレーム１１０および第２フレーム１２０により構成されている（以下、これら第１フレーム１１０および第２フレーム１２０を総称して「フレーム１１０，１２０」ともいう。）。図１（ａ）は、カードリーダ１００のフレーム１１０，１２０が閉じられた状態を示す模式図であり、図１（ｂ）はフレーム１１０，１２０が展開された状態を示す模式図である。なお、以下の説明において「上」および「下」とは、図１に描かれた座標軸表示のＺ軸における上下方向を意味している。カードリーダ１００やフレーム１１０，１２０について「前」とは、図１（ａ）の座標軸表示のＸ１側、「後ろ」とはＸ２側をそれぞれ意味している。また、カードリーダ１００やフレーム１１０，１２０について、「幅」とは、図１の座標軸表示のＹ軸方向におけるこれらカードリーダ１００やフレーム１１０，１２０の外寸を意味している。
【００２５】
本実施形態の第１フレーム１１０および第２フレーム１２０は上下に組み合わされており、第１フレーム１１０は上側、第２フレーム１２０は下側に配置されている。第１フレーム１１０および第２フレーム１２０はいずれも樹脂製の部材である。第１フレーム１１０および第２フレーム１２０には、これらを回動可能に連結するヒンジ部２００が設けられている。ヒンジ部２００は、フレーム１１０，１２０の後端面である背面１１３，１２３近傍に設けられている。なお、本実施形態におけるフレーム１１０，１２０の開閉操作は、第２フレーム１２０の位置を固定したまま、第１フレーム１１０を回動させることで行うこととする。
【００２６】
［内部機構］
図２は、カードリーダ１００の内部機構の概要を示す側面視断面図である。図２に示されるように、本実施形態の第１フレーム１１０および第２フレーム１２０は、カード１９０の搬送路１４０を境に、カード１９０の厚さ方向（上下方向）に分割されている。これによりカードリーダ１００は、内部機構のメンテナンスや、搬送路１４０内でスタックしたカード１９０の取り出しを容易に行うことが可能とされている。
【００２７】
搬送路１４０はカードリーダ１００の前後方向に延びており、カード１９０は搬送路１４０に沿ってカードリーダ１００の前後方向に進退する。
【００２８】
第１フレーム１１０の前面１１２にはカード１９０の挿入口１３０が設けられており、挿入口１３０はカード１９０の搬送路１４０に連通されている。搬送路１４０にはカード１９０の搬送機構である搬送ローラ１５１およびパッドローラ１５２が上下に対向配置されている。搬送ローラ１５１およびパッドローラ１５２は、挿入口１３０に差し込まれたカード１９０を搬送路１４０内に引き込み、また、処理後のカード１９０を搬送路１４０から排出する。
【００２９】
搬送ローラ１５１はゴムローラであり、その外周面を構成するゴム輪と、ゴム輪が装着された芯部とにより構成されている。搬送ローラ１５１は第１フレーム１１０側に配置されており、その回転中心の位置は固定されている。パッドローラ１５２はポリアセタールやクロロプレンゴムなどの樹脂からなる回転体である。パッドローラ１５２は第２フレーム１２０側に配置されており、搬送ローラ１５１側（上方）に付勢されている。また、カードリーダ１００は図示しないモータおよび減速歯車列を有しており、モータの駆動力は減速歯車列を介して搬送ローラ１５１に伝達される。すなわち、搬送ローラ１５１はモータの駆動力で回転する駆動ローラであり、パッドローラ１５２は搬送ローラ１５１の回転やカード１９０の移動に追従して回転する従動ローラである。
【００３０】
本実施形態のカード１９０は塩化ビニール製であり、０．６８〜０．８４ｍｍ厚の長方形のカードである。カード１９０にはＩＣチップが内蔵されており、カード１９０の上面にはＩＣチップの端子１９１が露出している。また、カード１９０の下面には磁気データが記録される磁気ストライプ１９２が貼着されている。
【００３１】
カードリーダ１００の搬送路１４０には、カード１９０に記録されたデータの読み取りやカード１９０へのデータの記録を行う磁気ヘッド１６０およびＩＣ接点ブロック１７０が設けられている。磁気ヘッド１６０は第２フレーム１２０側に配置されており、カード１９０の磁気ストライプ１９２に対して下方から接触する。ＩＣ接点ブロック１７０は第１フレーム１１０側に配置されており、カード１９０のＩＣチップ端子１９１に対してＩＣ接点ブロック１７０の接点バネ１７１が上方から接触する。
【００３２】
搬送ローラ１５１およびパッドローラ１５２は、搬送路１４０における挿入口１３０の付近と搬送路１４０の後端付近に二組配置されている。搬送ローラ１５１およびパッドローラ１５２の各組の距離は、カード１９０の進退方向の寸法よりも短く、かつ、カード１９０の磁気ストライプ１９２の読み取り保証範囲よりも長い。なお、本実施形態のカードリーダ１００は、カード１９０をフレーム１１０，１２０の後方へも排出することができる。搬送路１４０の後端付近に配置された搬送ローラ１５１およびパッドローラ１５２は、主にカード１９０をフレーム１１０，１２０の後方へ排出するときに使用される。
【００３３】
以上、カードリーダ１００の内部機構について説明したが、これらの機構は後述するヒンジ部２００の機能を阻害しない限りにおいて、他の公知の機構や構造に適宜置き換えて使用することができる。例えば、ＩＣ接点ブロック１７０または磁気ヘッド１６０のいずれか一方を省略したり、搬送路１４０にカード１９０の現在位置を検出するためのフォトセンサを設けたり、搬送ローラ１５１およびパッドローラ１５２を省略、またはその位置や数を変更したりすることが考えられる。
【００３４】
［ヒンジ機構］
（ヒンジ部の構成）
以下に、カードリーダ１００のヒンジ部２００の構成について説明する。図３は、ヒンジ部２００の部分拡大図である。図３（ａ）は図１（ａ）のヒンジ部２００の拡大図であり、図３（ｂ）は図１（ｂ）のヒンジ部２００の拡大図である。
【００３５】
ヒンジ部２００は、上でも述べたように、フレーム１１０，１２０の外面のうち、カード１９０の進退方向（カードリーダ１００の前後方向）における一方の端面である背面１１３，１２３の近傍部に配置されている。
【００３６】
ヒンジ部２００は、軸部２１０、軸保持部２２０、および通路部２３０により構成されている。軸部２１０は、第１フレーム１１０の幅方向における両側面１１１に設けられており、これら側面１１１の後端かつ下端の隅の近傍部から、第１フレーム１１０の幅方向外側に突出した凸部である。軸保持部２２０は軸部２１０を回動可能に支持する貫通孔である。軸保持部２２０は、第２フレーム１２０の幅方向における両側面１２１に設けられ、これら側面１２１の後端付近の、他の部位よりも上方に延出した部分に配置されている。通路部２３０は、軸保持部２２０から軸保持部２２０の径方向外側に延び、第２フレーム１２０の背面１２３側に貫通した切り欠き部である。本実施形態の通路部２３０は、軸保持部２２０から第２フレーム１２０の背面１２３に向かって水平に延びている。
【００３７】
軸部２１０は、その外周面の周方向における一部が平面状に切り欠かれたＤカット面２１１を有している。軸部２１０の外周面のうちＤカット面２１１が設けられた角度範囲は、軸部２１０の差し渡し寸法である軸幅が他の角度範囲の軸幅ｄ１よりも小さい。以下、本実施形態では、Ｄカット面２１１の角度範囲のうち、軸部２１０の軸幅が最も小さくなる角度位置を軸部２１０の小幅部２１２といい、小径部２１２の軸幅を軸幅ｄ２という。
【００３８】
軸保持部２２０は真円の貫通孔であり、クリアランスを無視するとその直径は軸部２１０の軸幅ｄ１と同一である。通路部２３０は軸保持部２２０から連続して形成されており、クリアランスを無視した場合、通路部２３０の通路幅は軸部２１０の軸幅ｄ２と同一である。
【００３９】
（着脱構造）
このように本実施形態のカードリーダ１００は、ヒンジ部２００を構成する軸部２１０に小幅部２１２が設けられ、通路部２３０の通路幅がその小幅部２１２の軸幅ｄ２でのみ通過可能な幅に形成されている。そのため、軸部２１０がその小幅部２１２で通路部２３０に臨む角度に第１フレーム１１０の開閉角度を調節することで、第１フレーム１１０を第２フレーム１２０から引き抜くことができる。
【００４０】
また、フレーム１１０，１２０には、ヒンジ部２００が所定の角度である全開角度θとなったときに互いに当接し、ヒンジ部２００が全開角度θを超えて展開されることを制限するストッパ部１００ｓが設けられている（図３（ｂ）参照）。本実施形態のストッパ部１００ｓは、ヒンジ部２００が全開角度θとなったときの、フレーム１１０，１２０の背面１１３，１２３の接触点である。なお、本実施形態における全開角度θは１２０°に設定されている。
【００４１】
そして、図３（ｂ）に示されるように、軸部２１０は、ヒンジ部２００が全開角度θとなったときに、通路部２３０に対して小幅部２１２の軸幅ｄ２で臨む向きに配置される。すなわち、本実施形態のカードリーダ１００では、ストッパ部１００ｓの当接位置まで第１フレーム１１０を展開し、そのまま第１フレーム１１０を後方へ引き抜くことにより、容易にフレーム１１０，１２０を分解することが可能とされている。
【００４２】
そして、カードリーダ１００のように、僅かな位置のズレが処理機能に致命的な影響を及ぼすおそれのある製品では、一般に、その内部機構を構成する部品同士や、これら各部品とカードなどの処理対象との位置精度に高い要求が課される。本実施形態のカードリーダ１００では、フレーム１１０，１２０を閉じたときには、軸部２１０がその全周における広範な角度範囲で軸保持部２２０の内面に接している（図３（ａ）参照）。そのため、軸部２１０は、軸保持部２２０内において上下方向および前後方向への移動が阻止されており、軸保持部２２０内における軸部２１０の位置が固定される。これにより、第１フレーム１１０および第２フレーム１２０の高い位置精度が確保されている。
【００４３】
図４は、フレーム１１０，１２０の分解時におけるヒンジ部２００の動作を説明する模式図である。図４（ａ）は、フレーム１１０，１２０の閉時における軸部２１０の配置角度を示す図である。図４（ｂ）は、第１フレーム１１０が１２０°展開され、ヒンジ部２００が全開角度θになった状態を示す図である。
【００４４】
本実施形態のカードリーダ１００にはストッパ部１００ｓが設けられている。そして、ストッパ部１００ｓが当接する位置まで第１フレーム１１０を展開することで、軸部２１０は結果的に図４（ｂ）の配置角度となる。なお、例えばカードリーダ１００にストッパ部１００ｓが設けられていない場合でも、本実施形態の軸部２１０や通路部２３０は外部から視認可能であるため、目視で図４（ｂ）の配置角度に合わせることができる。また、これらが視認不能な場合でも、少なくとも第２フレーム１２０の背面１２３に形成された通路部２３０の開口は視認可能なはずであるから、軸部２１０をその開口側に引きながら第１フレーム１１０を展開していくことで、図４（ｂ）の配置角度を容易に特定することができる。
【００４５】
軸部２１０が図４（ｂ）の配置角度となったときには、軸部２１０は、通路部２３０に対して小幅部２１２の軸幅ｄ２で臨む向きに配置される。そのため、作業者は、軸部１２０をそのままカードリーダ１００の後方へ引き抜くことで、第１フレーム１１０を第２フレーム１２０から取り外すことができる（図４（ｃ）参照）。
【００４６】
（破損防止構造）
図５は、ヒンジ部２００の破損防止構造を説明する図である。以下の説明では、ストッパ部１００ｓが当接した後、つまりヒンジ部２００が全開角度θとなった後に、ヒンジ部２００をさらに展開する方向に加えられる外力のことを過剰外力ＸＦという。図５（ａ）は図１（ｂ）のヒンジ部２００の部分拡大図である。図５（ｂ）は、過剰外力ＸＦにより軸部２１０に生じる力を示す模式図である。
【００４７】
図５（ａ）に示されるように、過剰外力ＸＦは、ストッパ部１００ａの当接位置を曲率中心ｃとし、その曲率中心ｃから軸部２１０中心までの距離を曲率半径ｒとする円弧軌道αβに沿って、軸部２１０を同円弧軌道αβのβ側に導くように作用する。
【００４８】
より具体的には、図５（ｂ）に示されるように、過剰外力ＸＦにより軸部２１０に生じる力Ｆは、円弧軌道αβ上において軸部２１０中心を接点ｐとする接線方向に作用する。力Ｆは、上方へ向かう成分である力ｆ１のほか、軸部２１０を通路部２３０側に誘導する方向へ作用する成分である力ｆ２を含んでいる。そして、ストッパ部１００ｓが当接したときには、軸部２１０は、その小幅部２１２で通路部２３０に臨む向き、つまり通路部２３０内に侵入可能な向きに配置される。そのため、第１フレーム１１０に所定の大きさの過剰外力ＸＦが加えられたときには、軸部２１０が通路部２３０を通り抜け、第１フレーム１１０が第２フレーム１２０から外れる。これにより、過剰外力ＸＦが加えられた場合でも、ヒンジ部２００の破損が回避される。
【００４９】
また、本実施形態の通路部２３０は、円弧軌道αβとは異なる方向に延びている。より具体的には、図５（ａ）に示されるように、通路部２３０は、円弧軌道αβに沿って延びる仮想の通路部である通路部２３０ｖとはその形成位置が異なっている。詳しくは後述するが、これにより本実施形態の軸部２１０は、第１フレーム１１０の自重程度の過剰外力ＸＦでは通路部２３０内に侵入することがなく、例えば作業者がヒンジ部２００の全開角度θを把握していなかったり、手指や工具が不意にぶつかったりすることで、第１フレーム１１０により大きな過剰外力ＸＦが加えられるまで、軸部２１０は軸保持部２２０内に留められることとなる。すなわち、軸部２１０が意図せず抜け落ちてしまうことが防止されている。
【００５０】
例えば、通路部２３０が円弧軌道αβと重なる方向に延びていた場合、つまり通路部２３０ｖであった場合、通路部２３０ｖには力Ｆに抵抗する要素がないため、軸部２１０は僅かな過剰外力ＸＦでも抜け落ちてしまう。一方、本実施形態の通路部２３０は、軸保持部２２０から第２フレーム１２０の背面１２３に向かって水平に延びており、通路部２３０ｖよりも低い位置にある。そのため、軸部２１０は力ｆ１により通路部２３０の上面２３１に押しつけられ、通路部２３０の上面２３１と軸部２１０との間には、軸部２１０の移動を阻害する摩擦抵抗が生じる。
【００５１】
図６は、ヒンジ部２００の破損防止動作を説明する模式図である。図６（ａ）は、フレーム１１０，１２０の閉時における軸部２１０の配置角度を示す図である。図６（ｂ）は、第１フレーム１１０が１２０°展開され、ストッパ部１００ｓが当接した状態を示す図である。図６（ｃ）は第１フレーム１１０に過剰外力ＸＦが加えられたときの様子を示す図である。
【００５２】
上でも述べたように、第１フレーム１１０に過剰外力ＸＦが加えられたときには、力ｆ１により通路部２３０と軸部２１０との間に摩擦抵抗が生じる。図６（ｂ）および図６（ｃ）に示されるように、軸部２１０が通路部２３０に侵入するときには、軸部２１０はそのＤカット面２１１を下に向けて配置されている。ここで、過剰外力ＸＦにより軸部２１０が通路部２３０を通過するときには、ヒンジ部２００はさらに展開されることになるため、軸部２１０は、図６（ｃ）視時計回りに多少回転しながら通路部２３０を移動することとなる。そのため、軸部２１０のＤカット面２１１の角部ｅが通路部２３０の下面２３２を押圧し、軸部２１０の上端部ｔをさらに通路部２３０の上面２３１に押しつける。これにより上記摩擦抵抗が増大する。
【００５３】
一方、通路部２３０内への侵入時における軸部２１０は、そのＤカット面２１１を下に向けているため、通路部２３０の上面２３１には曲面である軸部２１０の上端部ｔで接触している。さらに、通路部２３０は、軸保持部２２０の内面のうち、力ｆ１により軸部２１０が押しつけられる被押圧部である軸保持部２２０の上端ｕ（図５（ｂ）参照）から段差なく連続して水平に延びている。つまり、軸保持部２２０の上端ｕおよび通路部２３０の上面２３１と、軸部２１０の上端部ｔとの間には、形状的に係合する要素がない。そのため、過剰外力ＸＦによる力ｆ２（図５（ｂ）参照）が上記摩擦抵抗を超えたときには、軸部２１０の上端部ｔは通路部２３０の上面２３１を滑動し、軸部２１０は速やかに通路部２３０から引き抜かれる。これにより、軸部２１０の意図しない脱落の防止と過剰外力ＸＦによるヒンジ部２００の破損防止との両立が図られている。
【００５４】
図７は過剰外力ＸＦにより軸部２１０が通路部２３０を通過する様子を示す模式図である。本実施形態の第２フレーム１２０は樹脂製の部材であり、当然、通路部２３０の縁部も樹脂材料により形成されている。そのため、図６（ｃ）の状態からさらに過剰外力ＸＦが加えられると、図７に示すように通路部２３０の上面２３１が上方に僅かに弾性変形し、通路部２３０の通路幅が拡げられる。通路部２３０の通路幅が拡げられることにより軸部２１０は通路部２３０をよりスムーズに通り抜けることができる。
【００５５】
このように、本実施形態では、通路部２３０の縁部を含む第２フレーム１２０全体が樹脂材料からなることにより、ヒンジ部２００に加えられた過剰外力ＸＦで通路部２３０が弾性変形し、その通路幅が拡げられることとなる。この弾性変形を利用することで、通常時における通路部２３０の通路幅を比較的狭く設計することが可能とされている。このことによっても、軸部２１０が意図せず脱落することが抑制されている。特に本実施形態の通路部２３０は、貫通孔である軸保持部２２０から連続して形成されてた切り欠き部であるため、容易に弾性変形させることができるという特徴がある。ただし、通路部２３０の弾性変形はあくまで付加的な機能であり、通路部２３０が変形不能な材料からなる場合や剛性の高い形状からなる場合でも、より大きな過剰外力ＸＦが加えられることで軸部２１０は通路部２３０を通過する。
【００５６】
また、その他の構成についても、軸保持部２２０および通路部２３０の態様は本実施形態のものには限られず、例えば軸保持部２２０を第２フレーム１２０の内面に設けられた凹部とし、通路部２３０をその凹部から連続した溝部とすることもできる。このとき、軸部２１０を軸保持部２２０内に保持可能とする過剰外力ＸＦの程度や、第１フレーム１１０を第２フレーム１２０から外す過剰外力ＸＦの閾値については、通路部２３０の形成方向やクリアランス量、軸部２１０とストッパ部１００ｓとの相対位置、ヒンジ部２００の各構成に用いる材料などを変更することにより調節することができる。
【００５７】
［ヒンジ機構の変形例］
以下、ヒンジ部２００の変形例について説明する。図８および図９は、ヒンジ部２００の変形例であるヒンジ部２００ｂおよびヒンジ部２００ｃの構成および動作を示す模式図である。これら変形例にかかるヒンジ部２００ｂ，２００ｃを含むカードリーダ１００の基本的な構成は先の実施形態と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００５８】
図８のヒンジ部２００ｂは、軸部２１０ｂ、軸保持部２２０ｂ、および通路部２３０ｂにより構成されている。軸部２１０ｂは、第１フレーム１１０の幅方向外側に突出した凸部である。軸保持部２２０ｂは軸部２１０ｂを回動可能に支持する貫通孔である。通路部２３０ｂは、軸保持部２２０ｂから軸保持部２２０ｂの径方向外側に延び、第２フレーム１２０の背面１２３側に貫通した切り欠き部である。
【００５９】
図８（ａ）は、フレーム１１０，１２０の閉時における軸部２１０ｂの配置角度を示す図である。図８（ｂ）は、ヒンジ部２００ｂが全開角度θとなり、ストッパ部１００ｓが当接したときの軸部２１０ｂの配置角度を示す図である。図８（ｃ）は、ヒンジ部２００ｂが全開角度θになったときに、作業者により意図的に、または過剰外力ＸＦが加えられたことで軸部２１０ｂが引き抜かれる様子を示す図である。
【００６０】
本変形例にかかるヒンジ部２００ｂとヒンジ部２００との主な違いは、軸部２１０ｂのＤカット面が軸部２１０ｂの周方向における対称位置に２つ形成されている点（Ｄカット面２１１ａ，２１１ｂ）、および、通路部２３０ｂが軸保持部２２０ｂの上端から連続しておらず、軸保持部２２０ｂの上下方向における中心位置から水平に延出している点である。軸部２１０ｂのＤカット面２１１ａ，２１１ｂは、ストッパ部１００ｓの当接時において、Ｄカット面２１１ａが真下、Ｄカット面２１１ｂが真上を向くように配置されている。
【００６１】
ヒンジ部２００ｂの構成においても、フレーム１１０，１２０を閉じたときには、軸部２１０ｂは、軸保持部２２０ｂ内において上下方向および前後方向への移動が阻止され、軸保持部２２０ｂ内における位置が固定される。また、ヒンジ部２００の構成と比べて、作業者が意図的に軸部２１０ｂを引き抜くときに支障となる要素も特にない。過剰外力ＸＦにより軸部２１０ｂが引き抜かれるときには、通路部２３０ｂの入口側における上面２３１ｂの角部ｈにＤカット面２１１ｂが係合し、より大きな過剰外力ＸＦが必要となることが想定され、また、角部ｈが折損する懸念もあるが、全体としてはヒンジ部２００と同様のメンテナンス性向上効果、破損防止効果を得ることが可能である。
【００６２】
図９のヒンジ部２００ｃは、軸部２１０ｃ、軸保持部２２０ｃ、および通路部２３０ｃにより構成されている。軸部２１０ｃは、第１フレーム１１０の幅方向外側に突出した凸部である。軸保持部２２０ｃは軸部２１０ｃを回動可能に支持する貫通孔である。通路部２３０ｃは、軸保持部２２０ｃから軸保持部２２０ｃの径方向外側に延び、第２フレーム１２０の背面１２３側に貫通した切り欠き部である。
【００６３】
図９（ａ）は、フレーム１１０，１２０の閉時における軸部２１０ｃの配置角度を示す図である。図９（ｂ）は、ヒンジ部２００ｃが全開角度θとなり、ストッパ部１００ｓが当接したときの軸部２１０ｃの配置角度を示す図である。図９（ｃ）は、ヒンジ部２００ｃが全開角度θになったときに、作業者により意図的に、または過剰外力ＸＦが加えられたことで軸部２１０ｃが引き抜かれる様子を示す模式図である。
【００６４】
本変形例のヒンジ部２００ｃとヒンジ部２００との主な違いは、通路部２３０ｃが軸保持部２２０ｃの上端から連続しておらず、軸保持部２２０ｃの下端から水平に延出している点である。軸部２１０ｃは、ストッパ部１００ｓの当接時において、Ｄカット面２１１ｃが真上を向くように配置されている。
【００６５】
ヒンジ部２００ｃの構成においても、フレーム１１０，１２０を閉じたときには、軸部２１０ｃは、軸保持部２２０ｃ内において上下方向および前後方向への移動が阻止され、軸保持部２２０ｃ内における位置が固定される。また、ヒンジ部２００の構成と比べて、作業者が意図的に軸部２１０ｃを引き抜くときに支障となる要素も特にない。過剰外力ＸＦにより軸部２１０ｃが引き抜かれるときには、通路部２３０ｃの入口側における上面２３１ｃの角部ｈにＤカット面２１１ｃが係合し、より大きな過剰外力ＸＦが必要となることが想定され、また、角部ｈが折損する懸念もあるが、全体としてはヒンジ部２００と同様のメンテナンス性向上効果、破損防止効果を得ることが可能である。
【００６６】
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１００  カードリーダ
１００ｓ  ストッパ部
１１０  第１フレーム
１１３  背面（一方の端面）
１２０  第２フレーム
１２３  背面（一方の端面）
１４０  搬送路
１９０  カード
Ｚ  カードの厚さ方向
Ｘ１，Ｘ２  カードの進退方向
２００  ヒンジ部
２１０  軸部
２１１  軸部のＤカット面
２１２  軸部の小幅部
ｄ２  小幅部の軸幅
２２０  軸保持部
ｕ  軸保持部の上端（被押圧部）
２３０  通路部
θ  ヒンジ部の全開角度
ＸＦ  過剰外力
Ｆ  過剰外力により軸部に生じる力
ｃ  曲率中心
ｒ  曲率半径
αβ  円弧軌道
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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