(57)【要約】【課題】開閉装置の小型化を妨げることなく、当該開閉装置のフリクショントルクを容易に可変できる開閉装置、並びこの開閉装置を用いた各種機器を提供する。【解決手段】機器本体１４０側と開閉部材１２０側とのうちの一方に取り付けられる固定部材１１と、機器本体１４０側と開閉部材１２０側とのうちの他方に取付けられる回転部材１３と、固定部材１１と回転部材１３とを相対的に回転可能に連結するヒンジシャフト１２と、固定部材１１と回転部材１３との相対的な回転に伴ってフリクショントルクを発生して当該回転を制御するフリクショントルク発生手段２０と、を有する。そして、フリクショントルク発生手段２０を構成する部材の一つとして、電気を流すか或は加熱させることにより体積や形状が変化する変態部材１７を用いた。また、各種機器の開閉部材１２０を機器本体１４０に対して開閉させるのにこの開閉装置を用いた。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各種機器の機器本体側と開閉部材側のうちの一方に取付けられる固定部材と、前記機器本体側と前記開閉部材側のうちの他方に取付けられる回転部材とを、ヒンジシャフトを介して回転可能に連結し、前記固定部材と前記回転部材との相対的な回転動作に伴ってフリクショントルクを発生して前記回転動作を制御するフリクショントルク発生手段を有するものにおいて、前記フリクショントルク発生手段を構成する部材の一つとして、電流を流すか或は加熱させることにより体積や形状が変化する変態部材を用いたことを特徴とする、開閉装置。
【請求項２】
前記フリクショントルク発生手段は、フリクション手段と、このフリクション手段のフリクショントルクを可変する可変手段と、前記フリクション手段を加圧する加圧手段とを有する、ことを特徴とする、請求項１に記載の開閉装置。
【請求項３】
前記フリクショントルク発生手段は、さらに吸込み手段及び又はクリック停止手段を有することを特徴とする、請求項１に記載の開閉装置。
【請求項４】
前記フリクショントルク発生手段は、前記ヒンジシャフトに対し回転可能であって、前記回転部材に係合することにより前記回転部材と一体に回転する係合部材と、前記ヒンジシャフトに対し回転を規制されて取り付けられ、前記ヒンジシャフトに対する前記係合部材の回転に伴って前記係合部材と摩擦するフリクション部材と、前記回転部材に向かって前記フリクション部材及び前記係合部材を加圧する加圧手段と、を有することを特徴とする、請求項１に記載の開閉装置。
【請求項５】
前記変態部材は、前記ヒンジシャフトを囲んで設けられ、前記ヒンジシャフトに沿った方向へ体積や形状を変化させることによって、フリクショントルク発生手段が発生するフリクショントルクを可変させることを特徴とする、請求項１に記載の開閉装置。
【請求項６】
前記変態部材は、波打ち形状を形成した形状記憶合金からなり、温度が所定温度を越えると前記加圧手段の加圧に抗して当該波打ち形状の波の高さが増大することを特徴とする、請求項１或は２のいずれか１項に記載の開閉装置。
【請求項７】
前記可変手段は、前記変態部材と、この変態部材を軸方向において挟み込む一対の電極板と、この各電極板のそれぞれを外側から挟み込み前記変態部材と前記電極板を前記固定部材と回転部材及び前記ヒンジシャフトに対して絶縁させる絶縁部材と、を有することを特徴とする、請求項１に記載の開閉装置。
【請求項８】
前記可変手段は、前記変態部材と、この変態部材を軸方向において挟み込む一対の加熱板と、この各加熱板のそれぞれを外側から挟み込み前記変態部材と前記加熱板をヒンジシャフトに対して絶縁させる絶縁部材と、を有することを特徴とする、請求項１に記載の開閉装置。
【請求項９】
前記フリクショントルク発生手段は、さらに前記回転部材の回転動作に伴い所定の回転角度から吸込み機能を発揮する吸込み手段及び又は前記回転部材の所定の回転角度においてクリック停止させるクリック停止手段を有することを特徴とする、請求項１に記載の開閉装置。
【請求項１０】
前記吸込み手段は、前記ヒンジシャフトに固定させたカム部材と、前記係合部材との間に設けられることを特徴とする、請求項９に記載の開閉装置。
【請求項１１】
前記吸込み手段は、前記ヒンジシャフトに対し回転可能に取り付けられ、前記回転部材と係合することにより当該回転部材と一体に回転する係合部材と、この係合部材に対向すると共に、前記ヒンジシャフトに対し回転を規制されて取り付けられたカム部材とを有し、前記係合部材と前記カム部材のいずれか一方の互いに対向する側に設けたカム凸部が、いずれか他方の対向する側に設けたカム凹部内へ前記回転部材の回転角度により落ち込むことにより、吸込み機能を生じさせることを特徴とする、請求項９に記載の開閉装置。
【請求項１２】
前記クリック停止手段は、前記ヒンジシャフトに対し回転可能に取り付けられ、前記回転部材と係合することにより当該回転部材と一体に回転する係合部材と、この係合部材に対向すると共に、前記ヒンジシャフトに対し回転を規制されて取り付けられたカム部材とを有し、前記係合部材と前記カム部材のいずれか一方の側に設けた凸部と、いずれか他方の側に設けた凹部が前記回転部材の回転角度により嵌入し合うことにより、クリック停止機能を生じさせることを特徴とする、請求項９に記載の開閉装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載された開閉装置を機器本体と開閉部材との間に用いたことを特徴とする、各種機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、印刷機、複合機、ノートパソコン、ＰＯＳ入力装置、遊技機、ドア、便器、蓋付き箱、キャビネット、洋式便器及び家具等の各種機器の機器本体に対して開閉部材を開閉可能に取付け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各種機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機、印刷機、複合機、ノートパソコン、ＰＯＳ入力装置、遊技機、ドア、便器、蓋付き箱、キャビネット、湯式便器及び家具等の各種機器の機器本体に対して開閉部材を開閉可能に取付ける開閉装置（単にヒンジ、或はチルトヒンジとも言う。）は、各種機器の本体側に取付けられる取付部材（以下、本願明細書、特許請求の範囲、要約書では固定部材としている）と、開閉部材側に取付けられる支持部材（以下、本願明細書、特許請求の範囲、要約書では回転部材としている）と、取付部材と支持部材とを相対的に回転可能に連結するヒンジシャフトと、取付部材と支持部材との相対的な回転に伴ってフリクショントルクを発生して回転トルクを制御するフリクショントルク発生手段と、を有している場合がほとんどである。このフリクショントルク発生手段は、例えば、特許文献１乃至２に示されているように、ヒンジシャフトとこのヒンジシャフトを挿通させて取付部材及び又は支持部材との間に介在させて設けたフリクションプレートとスプリングワッシャー或は皿バネなどから成る付勢手段を有し、フリクショントルクを発生させるに当たり、ヒンジシャフトの端部を所定のカシメトルクでカシメ（加絞）るか（特許文献１）、或はヒンジシャフトに取り付けた締付ナットを締め付ける（特許文献２）ことによっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９‐６３３９９号公報
【特許文献２】特開平１０‐２６１２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記したように構成した従来公知の開閉装置のうち特許文献１のものは、長年使用すると、或は使用開始からさほど時間が経過しなくとも、摩耗、或は材質の劣化、その他の原因により、フリクショントルクが低下し、初期設定のフリクショントルクを得ることができず、使用途中でフリクショントルクを調整できない、という問題があった。また、特許文献２のものは、使用開始後、ヒンジシャフトの端部に取り付けた締付ナットを締め付けることにより、低下したフリクショントルクを回復させることは可能であるが、この場合のトルク調整は、手動によらざるを得ず、トルク設定にばらつきらが生じてしまい、開閉部材のスムーズな操作フィーリングを再現することは困難である、という問題があった。
【０００５】
そこで本発明は、開閉装置の小型化を妨げることなく、常時開閉装置のフリクショントルクを可変でき、或は各種機器の使用時にのみフリクショントルクを発生させ、さらにはその時の各種機器の設置環境に応じたフリクショントルクを発生させることができ、さらには、各種機器の不使用時にはフリクショントルクを大幅に減少させるか、解除しておくことのできる開閉装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を達成するために本発明は、各種機器の機器本体側と開閉部材側のうちの一方に取付けられる固定部材と、前記機器本体側と前記開閉部材側のうちの他方に取付けられる回転部材とを、ヒンジシャフトを介して回転可能に連結し、前記固定部材と前記回転部材との相対的な回転動作に伴ってフリクショントルクを発生して前記回転動作を制御するフリクショントルク発生手段を有するものにおいて、前記フリクショントルク発生手段を構成する部材の一つとして、電流を流すか或は加熱させることにより体積や形状が変化する変態部材を用いたことを特徴とする。
【０００７】
本発明はその際に、前記フリクショントルク発生手段が、フリクション手段と、このフリクション手段のフリクショントルクを可変する可変手段と、前記フリクション手段を加圧する加圧手段とを有することを特徴とする。
【０００８】
本発明はさらに、前記フリクショントルク発生手段が、さらに吸込み手段及び又はクリック停止手段を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明はさらに、前記フリクショントルク発生手段が、前記ヒンジシャフトに対し回転可能であって、前記回転部材に係合することにより前記回転部材と一体に回転する係合部材と、前記ヒンジシャフトに対し回転を規制されて取り付けられ、前記ヒンジシャフトに対する前記係合部材の回転に伴って前記係合部材と摩擦するフリクション部材と、前記回転部材に向かって前記フリクション部材及び前記係合部材を加圧する加圧手段とを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明はさらに、前記変態部材が、前記ヒンジシャフトを囲んで設けられ、前記ヒンジシャフトに沿った方向へ体積や形状を変化させることによって、フリクショントルク発生手段が発生するフリクショントルクを可変することを特徴とする。
【００１１】
本発明はさらに、前記変態部材が、波打ち形状を形成した形状記憶合金から成り、温度が所定温度を越えると前記加圧手段の加圧に抗して当該波打ち形状の波の高さが増大することを特徴とする。
【００１２】
本発明はさらに、前記可変手段が、前記変態部材と、この変態部材を軸方向において挟み込む一対の電極板と、この各電極板のそれぞれを外側から挟み込み前記変態部材と前記電極板を前記固定部材と回転部材及び前記ヒンジシャフトに対して絶縁させる絶縁部材と、を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明はさらに、前記可変手段が、前記変態部材と、この変態部材を軸方向において挟み込む一対の加熱板と、この各加熱板のそれぞれを外側から挟み込み前記変態部材と前記加熱板をヒンジシャフトに対して絶縁させる絶縁部材と、を有することを特徴とする。
【００１４】
本発明はさらに、前記フリクショントルク発生手段が、前記回転部材の回転動作に伴い所定の回転角度から吸込み機能を発揮する吸込み手段及び又は前記回転部材の所定の回転角度においてクリック停止させるクリック停止手段を有することを特徴とする。
【００１５】
本発明はさらに、前記吸込み手段が、前記ヒンジシャフトに固定させたカム部材と、前記係合部材との間に設けられることを特徴とする。
【００１６】
本発明はさらに、前記吸込み手段が、前記ヒンジシャフトに対し回転可能に取り付けられ、前記回転部材と係合することにより当該回転部材と一体に回転する係合部材と、この係合部材に対向すると共に、前記ヒンジシャフトに対し回転を規制されて取り付けられたカム部材とを有し、前記係合部材と前記カム部材のいずれか一方の互いに対向する側に設けたカム凸部が、いずれか他方の対向する側に設けたカム凹部内へ前記回転部材の回転角度により落ち込むことにより、吸込み機能を生じさせることを特徴とする。
【００１７】
本発明はさらに、前記クリック停止手段が、前記ヒンジシャフトに対し回転可能に取り付けられ、前記回転部材と係合することにより当該回転部材と一体に回転する係合部材と、この係合部材に対向すると共に、前記ヒンジシャフトに対し回転を規制されて取り付けられたカム部材とを有し、前記係合部材と前記カム部材のいずれか一方の側に設けた凸部と、いずれか他方の側に設けた凹部が前記回転部材の回転角度により嵌入し合うことにより、クリック停止機能を生じさせることを特徴とする。
【００１８】
そして本発明は、上記した各開閉装置を用いたことを特徴とする各種機器であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、開閉装置を大型化することなく、フリクショントルク発生手段に用いる変態部材によって、この変態部材に電流を流したり、或は変態部材を加熱或は冷却することにより、開閉装置のフリクショントルクを必要に応じて増減することが可能な開閉装置を提供することができる。また、開閉装置のフリクショントルクを一時的に軽減させた後、当初のフリクショントルクへ復帰させるために特別な技術と時間とを要しない開閉装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る開閉装置を用いた各種機器の一例としての複写機を概略的に示したもので、（ａ）は開閉部材の閉成状態を示し、（ｂ）は開閉部材の９０度の開成状態を示している。
【図２】本発明に係る開閉装置の外観の斜視図である。（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は別角度から見た全体斜視図である。
【図３】本発明に係る開閉装置の開閉部材の開成角度を示すものであり、（ａ）は０度、（ｂ）は９０度の状態を示している。
【図４】本発明に係る開閉装置を示し、（ａ）はその分解斜視図、（ｂ）はその係合部材の正面図である。
【図５】本発明に係る開閉装置のヒンジシャフトを示し、（ａ）はその斜視図、（ｂ）はその平面図である。
【図６】本発明に係る開閉装置の組立状態における可変手段の構成の説明図であり、（ａ）はその部分断面図、（ｂ）は係合部材の側面図、（ｃ）はカム部材の側面図である。
【図７】本発明に係る開閉装置のフリクショントルク発生手段の変態部材を示し、（ａ）はその側面図、（ｂ）はその正面図である。
【図８】本発明に係る開閉装置のフリクショントルク発生手段の可変手段の動作を説明するためのもので、（ａ）は常温時或は非通電時の状態を示し、（ｂ）は加熱時或は通電時の状態を示している。
【図９】本発明に係る実施例２の開閉装置の構成の説明図である。
【図１０】本発明に係る実施例３の開閉装置の構成の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に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、開閉部材の開閉頻度が高い各種機器の一例である複写機を例にとり、本発明に係る開閉装置により機器本体に対して開閉部材を開閉自在に取り付けた実施の形態を説明する。なお、この各種機器は複写機に限定されないことは前述した。
【実施例１】
【００２２】
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）は開閉部材（原稿圧着板ともいう。以下同じ。）１２０の機器本体１４０に対する閉成状態を示し、（ｂ）は９０度の開成状態を示している。図１の（ａ）、（ｂ）に示したように、複写機１００は、プリンタ部１３０と画像読取部１１０から成る機器本体１４０と、開閉部材１２０の一例である原稿圧着板から構成されている。開閉装置１０は、画像読取部１１０に対して、開閉部材１２０を開閉自在に連結している。この開閉部材１２０は一例であり、自動原稿送り装置付きのものもある。本発明に係る開閉部材１２０は、この原稿自動送り装置付きのものも含む。複写機１００は、開閉部材１２０が開閉装置１０を支点にして上方へ開いて、画像読取部１１０の図示してないコンタクトガラスを露出させ、その上に原稿を載置し、開閉部材１２０を閉じることにより、原稿をコンタクトガラス上に押し付けることができるものである。
【００２３】
また、本発明に係る開閉装置１０の構成は、下記する実施例のものに限定されず、広くフリクショントルク発生手段を用いた開閉装置に適用されることから、取付部材の一例として固定部材を示し、これを指示記号１１とした、さらに、この固定部材１１に回転可能に取り付けられる支持部材の一例として回転部材を示し、これを指示記号１３とした。回転部材１３の中には金属プレートをプレス加工して形成させた回転部材の他に、一端部を機器本体１４０側に取り付け、他端部を開閉部材１２０側に取り付けた固定シャフト或いは回転シャフトが含まれる。
【００２４】
実施例では、図示してない取付ネジにより固定部材１１を機器本体１４０の画像読取部１１０に取り付け、図示してない取付ネジにより回転部材１３を開閉部材１２０に取り付けている。図面では、開閉装置１０は１個しか示されていないが、通常は開閉装置１０と同じ構成のものか、或は異なる構成のものがもう１個用いられて左右一対となる。以下の説明では一対のうち図示された一方の開開閉置１０のみを説明する。
【００２５】
図２〜図８に示したように、実施例１に係る一例としての開閉装置１０は、機器本体１４０の後端部上面側に取り付けられる固定部材１１（従来技術では取付部材と言っている。）と、開閉部材１２０の後端部下面側に取り付けられる回転部材１３（従来技術では支持部材と言っている。）と、この回転部材１３を固定部材１１に回転可能に連結するヒンジシャフト１２と、回転部材１３にフリクショントルクを発生させるフリクショントルク発生手段２０と、で構成されている。以下にこれらの各構成要件の構成について詳しく説明する。
【００２６】
まず、固定部材１１は、実施例のものは、例えばＳＵＳのような金属プレートをプレス加工することによって製作され、取付部１１ｃとこの取付部１１ｃの一側部から上方へ立ち上げた側板部１１ａと、この側板部１１ａに設けたところのヒンジシャフト１２の取付部１２ａの取付孔１１ｂとで構成され、取付部１１ｃには図示してない取付ネジを挿通させる取付孔１１ｄ、１１ｄが所定間隔を空けて２個設けられている。なお、この固定部材１１は、例えばＡＢＳ樹脂のような機械的強度の高い合成樹脂の成形品としても良い。
【００２７】
次に、回転部材１３は、固定部材１１とほぼ同じ形状であり、例えばＳＫのような金属プレートをプレス加工することによって製作され、背板部１３ｃとこの背板部１３ｃから下方へ垂設されたところの肉厚部１３ｅを有する側板部１３ａと、この側板部１３ａに設けたところのヒンジシャフトの軸受孔１３ｂとで構成され、背板部１３ｃには図示してない取付ネジを挿通させる取付孔１３ｄ、１３ｄが所定間隔を空けて２個設けられている。なお、この回転部材１３は、例えばＡＢＳ樹脂のような機械的強度の高い合成樹脂の成形品としても良い。
【００２８】
次に、ヒンジシャフト１２は、とくに図５に示したように、ＳＣＭのような金属棒を旋盤加工して製作され、固定部材１１の取付孔１１ｂへ挿入して端部を加締めることによって当該取付孔１１ｂへ固定される小径の取付部１２ａと、この取付部１２ａに続いて設けられたフランジ部１２ｂと、このフランジ部１２ｂに続いて設けられたところの前記回転部材１３を回転可能に軸支する軸部１２ｃとを有し、軸部１２ｃには、フランジ部１２ｂに続いて設けられた円形軸部１２ｄと、この円形軸部１２ｄに続いて設けられた断面略楕円形状の変形軸部１２ｅと、この変形軸部１２ｅの先端側に設けられた雄ネジ部１２ｆとを有している。
【００２９】
次に、フリクショントルク発生手段２０は、図２と図４及び図５に示したように、回転部材１３の側板部１３ａとヒンジシャフト１２との間に設けられている。すなわち、とくに図６に示したように、回転部材１３の側板部１３ａ側に位置して設けられた可変手段２６と、この可変手段２６に続いて設けられたフリクション手段２７と、このフリクション手段２７に続いて設けられた加圧手段３０とで構成されている。可変手段２６は、それぞれヒンジシャフト１２の変形軸部１２ｅをその中心部軸方向に挿通させて設けた中央部の変態部材１７と、この変態部材１７の両側に配した一対の電極板１６、１８と、この各電極板１６、１８の外側に配置した一対の絶縁部材１５、１９で構成されている。変態部材１７は、例えば電気を流すことにより、体積や形状が変化するバイオメタル（ＢＦＭ）や、通電したり加熱すると体積や形状が変化する形状記憶合金（ＳＭＡ）などで構成されている。変態部材１７を加熱する場合には、電極板を電気抵抗によって加熱する加熱板として用いるものである。絶縁部材１５、１９は、それぞれ互いに対向する側に筒部１５ａ、１９ａが設けられており、この筒部１５ａ、１９ａに電極板１６、１８と変態部材１７に設けた挿通孔１６ａ、１８ａと１７ｂを挿通させ、さらにこの筒部１５ａと１９ａの中を通して後述する係合部材２１の筒部２１ａが挿通させられる構成とすると共に、さらにカム部材１４は絶縁部材１５の中に収容されることにより、ヒンジシャフト１２に対して絶縁されている。
【００３０】
以下の説明では変態部材１７として、電気を流すとジュ−ル熱によって体積や形状が変化する形状記憶合金の場合を例に取り説明する。変態部材１７は、形態上は円周方向に扇状に波板形状１７ｆを形成させた孔開き円盤状のものであり。その中心部軸方向には挿通孔１７ｂが形成されている。電極板１６、１８についてもその中心部軸方向にやや大径の挿通孔１６ａ、１８ａが設けられると共に外周の一端部から端子１６ｂ、１８ｂが半径方向へ突設されている。絶縁部材１５、１９は、それぞれ軸方向に筒部１５ａ、１９ａが形成されており、この筒部１５ａ、１９ａを変態部材１７の挿通孔１７ｂと電極板１６、１８のそれぞれの挿通孔１６ａ、１８ａへ挿通させている。フリクション手段２７は、その中心部軸方向へ設けた断面円形の挿通孔２１ｂへ、ヒンジシャフト１２の変型軸部１２ｅを挿通させた係合部材２１と、この係合部材２１に接してヒンジシャフト１２の変形軸部１２ｅをその中心部軸方向へ形成させた変形挿通孔２２ｂへ挿入係合させてなる円板状のフリクション部材２２とで構成されており、係合部材２１には、その縁部から回転部材１３の側板部１３ａに向けて係合片２１ｇが設けられ、その先端を側板部１３ａに設けた係止孔１３ｇへ挿入係合させている。
【００３１】
加圧手段３０は、フリクション部材２２に隣接させてそれぞれの中心部軸方向へ形成させた挿通孔２３ｂ、２３ｂ、・・・へ、ヒンジシャフト１２の変形軸部１２ｅを挿通させて回転を規制された複数の皿バネ或はスプリングワッシャーなどから成る弾性部材２３、２３・・・と、この弾性部材２３、２３・・・の一番外側に配置されたところの、その中心部軸方向に設けた変形孔２４ｂへヒンジシャフト１２の変形軸部１２ｅを挿通させて設けた平ワッシャー２４と、この平ワッシャー２４に接してヒンジシャフト１２の雄ネジ部１２ｆにとりつけられた締付ナット２５とで構成されている。このようにして、加圧手段３０は、フリクション部材２２を係合部材２１へ向けて加圧している。
【００３２】
本発明に係る開閉装置１０は、さらに開閉部材１２０に対しその所定の開閉角度から吸込み機能を発揮させる吸込み手段Ｓ１が設けられている。この吸込み手段Ｓ１は、その中心部軸方向に設けた変形挿通孔１４ｂに、ヒンジシャフト１２の変形軸部１２ｅの始端部側（円形軸部側）に配置係合させられたところの、その一側面側の外周側と内周側に大小のカム凸部１４ｊ、１４ｉを設けて成るカム部材１４と、このカム部材１４と共に、可変手段２６を挟んでその中心部軸方向に設けた筒部２１ａに設けた断面円形の挿通孔２１ｂにヒンジシャフト１２の変形軸部１２ｅを回転可能に挿通させた係合部材２１から成り、この係合部材２１は、筒部２１ａの端部のカム部材１４と対向する側に大小の湾曲させたところの前記カム部材１４のカム凸部１４ｊ、１４ｉの形状と配置位置に合わせて同じく湾曲させて設けたカム凹部２１ｊ、２１ｉをその配置位置を互いに９０度ずらせて設けてある。この係合部材２１の筒部２１ａは、可変手段２６を構成する変態部材１７、絶縁部材１５、１９及び電極板１６、１８のそれぞれの挿通孔１７ｂと挿通孔１５ｂ、１９ｂ及び１６ａ、１８ａを貫通している。なお、この係合部材２１の位置は、実施例のものに限定されない。さらにこの吸込み手段Ｓ１は、本発明に係る開閉装置１０に必須のものではなく、どちらかというと、オプション的な技術である。ただし、この吸込み手段Ｓ１があると、開閉部材１２０は所定の開閉角度から自動的に開成方向、あるいは閉成方向へ開閉されるので、開閉装置１０の操作性は向上する。
【００３３】
本発明はさらに、フリクショントルク発生手段２０と併設させて、或は単独でクリック停止手段を設けてもよい。このクリック停止手段は、図示を省略するが、例えば、吸込み手段Ｓ１のカム凸部１４ｉ、１４ｊとカム凹部２１ｉ、２１ｊに変えた凸部と凹部であってもよい。その凸部と凹部の設置位置はとくに限定はない。開閉部材１２０の回転に伴い、凸部がヒンジシャフト１２を支点とする回転部材１３の回転時に凹部に落ち込んだ位置で開閉部材１２０、即ち、回転部材１３をクリック停止させることが可能である。
【００３４】
フリクショントルクは、実施例では主として係合部材２１とフリクション部材２２の間に発生するが、係合部材２１と一方の絶縁部材１９、或は他方の絶縁部材１５と回転部材１３の側板部１３ａとの間、さらにはカム部材１４と係合部材２１との間にも発生し、本発明においてはその発生個所に限定はない。
【００３５】
次に、本発明の実施例１に係る開閉装置１０の動作について説明する。図１（ａ）に示したように、開閉部材１２０を図示してないコンタクトガラス上に閉じた０度の閉成角度では、とくに図３の（ａ）に示したように、固定部材１１の取付部１１ｃと回転部材１３の背板部１３ｃとは平行状態にある。この状態において、吸込み手段Ｓ１のカム部材１４に設けたカム凸部１４ｉ、１４ｊは、係合部材２１の筒部２１ａの端面に設けたカム凹部２１ｉ、２１ｊとは対向していず、その平面部２１ｈに圧接している。これから可変手段２６を動作させていない閉成状態で開閉部材１２０を開くと、共に回転する回転部材１３につられて係合部材２１がヒンジシャフト１２を支点に回転するので、フリクション手段２７の係合部材２１と、加圧手段３０によりこの係合部材２１側に押圧させられているところの、ヒンジシャフト１２に固定されているフリクション部材２２との間で比較的に弱いフリクショントルクが発生し、この弱いフリクショントルクで開閉部材１２０は機器本体１４０に対して開閉することができる。
【００３６】
もとよりここのところは、可変手段２６が動作させられていない状態で、開閉部材１２０をその中間開成角度で自立保持できるフリクショントルクを発生できるように構成してもよく、その上で可変手段２６を用いてさらに強いフリクショントルクを創出することができるように構成してもよい。さらに、フリクショントルクは、係合部材２１とこの係合部材２１に接して設けた絶縁部材１９の一側部との間にも生ずるように構成してもよい、そのためには、この絶縁部材１９が回転しないようにその挿通孔１９ｂを変形孔に形成して、ヒンジシャフト１２の変形軸部１２ｅと挿入係合するように構成することが望ましい。
【００３７】
次に、図６の（ａ）に示すように、スイッチＳＷを閉じて電源ＰＳの出力電圧を電極板１６、１８に印加することにより、変態部材１７に電流を流してジュール熱を発生させる。すると、変態部材１７の体積が膨張したり、変形したりすることによって、係合部材２１とフリクション部材２２との間の圧接力が増大して、フリクショントルクがさらに強まることになる。この変形は、変態部材１７の材質によって、電極板１６、１８を加熱部材に変えることで、変態部材１７を加熱することによっても起こる。変態部材１７は通電をＯＦＦにするか、加熱部材の加熱をＯＦＦすることによって、元の体積や形状に戻ることから、フリクショントルクの増大と解除操作が自在かつ容易となるものである。なお、他の実施例として、変態部材１７に常時通電させておいたり、或は加熱させた状態にしておき、必要に応じて、通電或は加熱状態をＯＦＦさせるように構成してもよい。
【００３８】
さらに、圧接力の変化は、吸込み手段Ｓ１のカム部材１４と係合部材２１との間の圧接力の強まりによっても起こることになる。また、吸込み手段Ｓ１による吸込み角度は、この実施例のものは開閉部材１２０の開成角度の９０度少し手前に設定してある。開閉部材１２０の開成角度の９０度少し手前から、カム部材１４のカム凸部１４ｉと１４ｊがカム凹部２１ｉと２１ｊ内に落ち込むことにより、回転部材１３が開閉部材１２０の開成方向へ付勢され、自動的に９０度まで開かれる。この吸込み角度については、実施例のものに限定されないことは前述した。
【００３９】
次に、クリック停止手段を用いた場合には、凸部と凹部の設置位置により、開閉部材１２０を任意の開閉角度でクリック停止でき、開閉部材１２０の開閉操作時の操作性が向上する。
【００４０】
なお、実施例のものは、吸込み手段Ｓ１によって開閉部材１２０の最大開成角度を９０度としているが、この開成角度に限定はない。その他の構成のストッパー手段を設けて開成角度を規制しても良い。最大開成角度を９０度とすると、設置した各種機器の後部に開閉部材１２０が９０度を超えて開かれる際のスペースを取る必要がないので、各種機器の設置スペースを省略できる利点がある。
【００４１】
図７の（ａ）に示すように、変態部材１７は、孔開き円盤状の部材であって、図７の（ｂ）に示すように、厚み方向に振幅を持たせた波打ち形状に形成されている。図８の（ａ）に示すように、変態部材１７は、常温環境では、加圧手段３０により加圧されて、波打ち形状の振幅が小さく、これにより可変手段２６の全体の厚みＬ１が小さくなっている。図８の（ｂ）に示すように、変態部材１７は、所定の温度を越えると、加圧手段３０の加圧に抗して波打ち形状の振幅が増大して可変手段２６の厚みＬ２が大きくなる。
【００４２】
形状記憶合金の例は、変態点の温度を５０〜７０度に調整したニッケル−チタン−銅合金、ニッケル−チタン合金、或いはニッケル−チタン−コバルト合金などである。これらの合金は、加熱されて温度が変態点を越えるとマルテンサイト相からオーステナイト相へ結晶構造が変化して、弾性係数が約２倍に増加する。
【００４３】
また、変態部材１７の波打ち形状の振幅／温度の関係は可逆的であって、電極板１６、１８に印加する電圧をＯＦＦして加熱を停止すると、温度が変態点未満に低下して弾性係数が低下し、波打ち形状の厚みＬ２が元の厚みＬ１まで戻ることになる。
【００４４】
さらに、変態部材１７は、波打ち形状を記憶させた形状記憶合金には限らない。変態部材１７は、熱膨張係数の大きな材料で扁平リング状に形成した部材であってもよい。また、沸点の低い液体を封入したシリンダを外側から加熱して液体を蒸発させ、蒸気圧をピストンで軸線方向に取出してもよい。これらは、電気を流すか或は加熱させることにより体積が変化する。磁歪が発生するセラミック材料に所定方向の電圧を印加して軸線方向の磁歪を発生させ、セラミック材料の磁歪による伸縮を取出してもよい。さらに、実施例１では、変態部材１７の１例として、波打ち形状を記憶させた孔開き円盤形状のものを用いたが、これを形状記憶合金製、或はバイメタル製の巻きバネに代えても良いことは勿論である。
【００４５】
さらに、変態部材１７は、熱膨張係数の異なる金属板を貼り合わせたいわゆるバイメタル材料に凹凸や切り欠きを形成したものを積層したアクチュエータを採用してもよい。例えば、小さなＵ字型の切込みを形成して温度上昇に伴って切込みが立ち上がるように形成したバイメタル材料の環状板材を積層してもよい。あるいは、バイメタル材料に形成した窪みの向きが所定温度で反転するいわゆるスペンサースイッチの作動体を積層してもよい。これらは、電気を流すか或は加熱させることにより形状が変化する。いずれにせよ、電気的又は熱的なサイクルに伴って係合部材２１を再現性高く軸線方向へ往復移動させ得るアクチュエータであって、機械的な操作や調整を要しないものが好ましい。
【実施例２】
【００４６】
図９は実施例２に係る開閉装置１０Ｂの構成の説明図である。実施例１では、可変手段２６と加圧手段３０との両方を回転部材１３側に設けた実施の形態を説明した。これに対して、実施例２では、可変手段２６を、回転部材１３側とは異なる場所に配置してある。すなわち、実施例２では、固定部材１１の側板部１１ａと回転部材１３の側板部１３ａとの間に可変手段２６を配置している。そのため、吸込み手段は省略してある。
【００４７】
これに伴い、絶縁部材１５、１９を薄型化して、可変手段２６全体の厚みを実施例１よりも小さくしている。これは固定部材１１と回転部材１３との間隔の広がりを抑制して、開閉装置１０Ｂの耐荷重性を確保するためである。実施例２では、係合部材３１は、回転部材１３の側板部１３ａの外側に配置し、係合片３１ｇを側板部１３ａに設けた係止孔１３ｇへ係止させる構成であり、この係合部材３１は、回転部材１３と同じくヒンジシャフト３２に対して回転可能かつ軸方向へスライド可能に構成されている。そして、フリクション部材２２は、ヒンジシャフト３２に対して回転止めされている。したがって、固定部材１１と回転部材１３との相対的な回転に伴って、実施例１と同様に、フリクション手段２７においてフリクション部材２２と係合部材３１との間に摩擦力が発生して、大きなフリクショントルクが発生する。
【００４８】
そして、可変手段２６が動作すると、ヒンジシャフト３２が図９において下方へスライドすることから、フリクション部材２２と係合部材３１との間に、より強いフリクショントルクが発生する。なお、指示記号３５の部材はワッシャーである。
【実施例３】
【００４９】
図１０は実施例３に係る開閉装置１０Ｃを示す。図面によればこの実施例３に係る開閉装置１０Ｃは、その一端部側に設けたフランジ部３４ｇ付きのヒンジシャフト３４が、固定部材１１に対して軸方向へ移動可能であるが、回転を規制されて取り付けられており、可変手段２６は固定部材１１の側板部１１ａとヒンジシャフト３４のフランジ部３４ｇとの間に設けられている。また、固定部材１１の側板部１１ａと回転部材１３の側板部１３ａに設けた肉厚部１３ｅとの間に配置したワッシャー４０がその中心部軸方向へヒンジシャフト１２を挿通させつつ介在させられている。この実施例３でも、吸込み手段を省略している。回転部材１３とこの回転部材１３の側板部１３ａに取り付けた係合部材３３は、係合片３３ｇを係止孔１３ｇに係合させることにより、共にヒンジシャフト１２に対して回転可能であり、フリクション部材２２は、ヒンジシャフト１２に対して回転止めされている。したがって、回転部材１３の固定部材１１に対する相対的な回転に伴って、係合部材３３とフリクション部材２２との間でフリクショントルクが発生する。
【００５０】
そして、可変手段２６の電極板１６、１８に通電させると、膨張或は変形する変態部材１７を介してヒンジシャフト３４が図１０において下方へスライドし、フリクション部材２２と係合部材３３との間の圧接力が増し、より強いフリクショントルクが発生することになる。
【００５１】
（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１〜３で説明した具体的な構成及び用途に限定されるものではなく。フリクショントルク発生手段を用いた他の様々な開閉装置に適用することができるものであることは前述した。また、上述した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。
【００５２】
その他の実施例として、上述したように、通常状態で変態部材１７を加熱して使用し、必要に応じて変態部材１７を常温に戻すことによりフリクショントルクを変化させる実施の形態でも実施できる。また、上記実施例１では、カム部材１４と係合部材２１との当接面にカム凸部１４ｉ、１４ｊとカム凹部２１ｉ、２１ｊを設けて吸込み機能を発生させる実施の形態を説明した。しかし、カム部材１４と係合部材２１との当接面を摩擦面として新たなフリクション手段を設けてもよい。上述した実施例では、カム部材１４が係合部材２１を吸い込む開成角度は９０度であった。しかし、０度、６０度、１８０度等、複数の開成角度において吸込み機能を発揮させるように、吸込み手段Ｓ１のカム凸部とカム凹部を設けてもよい。
【００５３】
実施例１では、固定部材１１を機器本体１４０側に設け、回転部材１３を開閉部材１２０側に設ける実施の形態を説明した。しかし、本発明は、回転部材１３を機器本体１４０側に設け、固定部材１１を開閉部材１２０側に設ける実施の形態で実施してもよい。実施例１では、フリクショントルク発生手段２０を回転部材１３側に配置する実施の形態を説明した。しかし、フリクショントルク発生手段２０を固定部材１１側や固定部材１１と回転部材１３の間に配置してもよいことは前述した。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は以上のように構成したので、とくにフリクション発生手段が創出するフリクショントルクを任意に可変できる開閉装置として、例えば、複写機、印刷機、複合機、ノートパソコン、ＰＯＳ入力装置、遊技機、ドア、便器、蓋付き箱、家具等の各種機器に好適に用いられるものである。
【符号の説明】
【００５５】
１０、１０Ｂ、１０Ｃ  開閉装置
１１  固定部材
１２、３２、３４ヒンジシャフト
１３  回転部材
１４  カム部材
１４ｉ、１４ｊ  カム凸部
１５、１９  絶縁部材
１６、１８  電極板
１７  変態部材
２０  フリクショントルク発生手段
２１、３１、３３  係合部材
２１ｉ、２１ｊ  カム凹部
２２  フリクション部材
２３  スプリングワッシャー（弾性部材）
２４  平ワッシャー
２５  締付ナット
２６  可変手段
２７  フリクション手段
３０  加圧手段
１００  複写機
１１０  画像読取部
１２０  開閉部材
１３０  プリンタ部
１４０  機器本体
Ｓ１  吸込み手段
【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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【図１０】
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