(57)【要約】【課題】オイルや粘性体の漏れがなく、また、トルク特性が変化することもないドアヒンジユニットを提供すること。【解決手段】アウタスリーブ１８の外周円筒面１８０４とケース１４の外周円筒面３４０４にコイルばね２２０２が巻装され、コイルばね２２０２はドアが開くときに締まり込み外周円筒面１８０４、３４０４を固定する。アウタスリーブ１８の内周面にブッシュ２４０２が嵌合固定され、ブッシュ２４０２はインナスリーブ２０がアウタスリーブ１８に対して相対回転する際にトルクを発生する。インナスリーブ２０の係合突起２００２が、ケース１４の係合凹部４０に係合することで、インナスリーブ２０の回転が第１の角度範囲内に制限される。インナースリーブ２０の係合溝５０にシャフト１６の２面部１６０４が挿通され、シャフト１６の回転が第２の角度範囲内に制限される。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドアを支持するドアヒンジ取付部あるいはドアの一方に固定されるケースと、
前記ケース内に、前記ケースに対して相対回転可能に収容されたアウタスリーブと、
前記アウタスリーブ内に、該アウタスリーブに対して同心的に、且つ、該アウタスリーブに対して相対回転可能に収容されたインナスリーブと、
ドアを支持するドアヒンジ取付部あるいはドアの他方に固定され、前記インナスリーブ内に該インナスリーブに対して同心的に、且つ、該インナスリーブに対して相対回転可能に収容されたシャフトと、
前記アウタスリーブが前記ケースに対して一方向に回転することを許容し、他方向に回転することを阻止する一方向クラッチ手段と、
前記インナスリーブが前記アウタスリーブに対して相対回転する際に、その相対回転に抵抗する所定のトルクを発生させるトルク発生手段と、
前記インナスリーブが前記ケースに対して相対回転し得る角度範囲を第１の角度範囲内に制限する第１回転角度範囲制限手段と、
前記シャフトが前記インナスリーブに対して相対回転し得る角度範囲を第２の角度範囲内に制限する第２回転角度範囲制限手段と、
を備えたことを特徴とするドアヒンジユニット。
【請求項２】
前記アウタスリーブは外周円筒面を有し、前記ケースは、前記アウタスリーブの外周円筒面と同心的関係にあり前記アウタースリーブの外周円筒面と同一径の外周円筒面を有し、前記一方向クラッチ手段は、前記アウタスリーブの外周円筒面と前記ケースの外周円筒面にわたって巻装され弾発力によりそれら外周円筒面に圧接しているコイルばねからなることを特徴とする請求項１記載のドアヒンジユニット。
【請求項３】
前記トルク発生手段は、前記アウタスリーブの内周円筒面と前記インナスリーブの外周円筒面との間に配設され、それら円筒面に対して圧入された滑り軸受からなることを特徴とする請求項１記載のドアヒンジユニット。
【請求項４】
前記第１回転角度範囲制限手段は、前記インナスリーブの軸心方向の少なくとも一方の端部に形成された係合突起と、該係合突起が前記第１の角度範囲内でのみ回転することを許容する前記ケースに形成された係合凹部とからなることを特徴とする請求項１記載のドアヒンジユニット。
【請求項５】
前記第２回転角度範囲制限手段は、互いに平行する２つの平面が前記シャフトに形成された２面部と、該２面部が前記第２の角度範囲内でのみ回転することを許容する前記インナスリーブに形成された係合溝とからなることを特徴とする請求項１記載のドアヒンジユニット。
【請求項６】
前記第２の角度範囲は、２０度以上３０度以下であることを特徴とする請求項１記載のドアヒンジユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複写機やプリンターなどのフレームの開口部を開閉するドアに用いられて好適なドアヒンジユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機やプリンターなどにおいて、フレームの開口部を開閉するドアの多くは、下端を支点として上端がユーザー側に倒れるように構成されている。
そして、この種のドアのヒンジユニットには、ユーザー側に急激に倒れないようにするため、ユーザー側に倒れる際に抵抗を生じるようにしたものが用いられており、従来では、オイルまたは粘性体を封入したタイプのトルクリミッタが使用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３４８５４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この種のトルクリミッタを用いたドアヒンジユニットでは、高負荷時あるいは繰り返し使用した際に、オイルや粘性体が漏れ、そのためトルク特性が変化してしまい、また、周辺箇所や印刷紙を汚してしまう不具合があった。
本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は、オイルや粘性体の漏れがなく、また、トルク特性が変化することもないドアヒンジユニットを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明のドアヒンジユニットは、ドアを支持するドアヒンジ取付部あるいはドアの一方に固定されるケースと、前記ケース内に、前記ケースに対して相対回転可能に収容されたアウタスリーブと、前記アウタスリーブ内に、該アウタスリーブに対して同心的に、且つ、該アウタスリーブに対して相対回転可能に収容されたインナスリーブと、ドアを支持するドアヒンジ取付部あるいはドアの他方に固定され、前記インナスリーブ内に該インナスリーブに対して同心的に、且つ、該インナスリーブに対して相対回転可能に収容されたシャフトと、前記アウタスリーブが前記ケースに対して一方向に回転することを許容し、他方向に回転することを阻止する一方向クラッチ手段と、前記インナスリーブが前記アウタスリーブに対して相対回転する際に、その相対回転に抵抗する所定のトルクを発生させるトルク発生手段と、前記インナスリーブが前記ケースに対して相対回転し得る角度範囲を第１の角度範囲内に制限する第１回転角度範囲制限手段と、前記シャフトが前記インナスリーブに対して相対回転し得る角度範囲を第２の角度範囲内に制限する第２回転角度範囲制限手段とを備えたことを特徴とする。
本発明では、ドアを開けると、第２の角度範囲でシャフトのみが回転し、抵抗なくドアが開けられる。第２の角度範囲を越えると、一方向クラッチ手段が作用し、アウタスリーブをケースに固定する。そして、シャフトと共にインナスリーブが回転し、トルク発生手段によりトルクが発生し、ドアは倒れることなく静かに開かれる。やがて、第１回転角度範囲制限手段によりドアの全開位置が規制され、ドアの全開状態が保持される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１（Ａ）はヒンジユニットの側面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ矢視図、図２は図１（Ａ）のＣ矢視図、図３（Ａ）は図２のＢＢ線の半部正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢＢ線断面図、図４（Ａ）は図１（Ｂ）の縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢＢ線断面図、図５はシャフトの斜視図を示す。
なお、これらの図１乃至図４は、ドアが全開された状態を示している。
【０００７】
実施の形態に係るドアヒンジユニット１２は、ケース１４と、シャフト１６と、アウタスリーブ１８と、インナスリーブ２０と、一方向クラッチ手段２２と、トルク発生手段２４と、第１回転角度範囲制限手段２６と、第２回転角度範囲制限手段２８などを備えている。
ケース１４は、例えば、複写機やプリンターなどのフレームの開口部近傍のドアヒンジ取付部に固定され、シャフト１６は、開口部を開閉するドアに固定され、シャフト１６はドアの揺動支軸を構成している。
【０００８】
ケース１４は、本実施の形態では、シャフト１６の長手方向に分割可能な第１分割体３２と第２分割体３４とで構成され、本実施の形態では、シャフト１６、第１分割体３２、第２分割体３４は全て合成樹脂製である。
第１分割体３２と第２分割体３４は、図２、図４（Ａ）に示すように、第１分割体３２の円弧状の係合壁３２０２が、第２分割体３４の係合溝３４０２に係合することで回転不能に結合されている。
第１分割体３２には２つの取り付けフランジ３２０４が設けられ、これら取り付けフランジ３２０４がドアヒンジ取付部に取り付けられ、図３（Ｂ）、図４（Ａ）に示すように、第１分割体３２の端部と第２分割体３４の端部がドアヒンジ取付部に当て付けられることで、第１分割体３２と第２分割体３４は軸方向に移動不能にドアヒンジ取付部に取着される。
第２分割体３４は、第１分割体３２の内側に位置する円筒壁３４０３を有し、円筒壁３４０３の外周には外周円筒面３４０４が形成され、円筒壁３４０３の内周には内周円筒面３４０６が形成されている。
【０００９】
アウタスリーブ１８は、ケース１４内に、ケース１４に対して相対回転可能に収容されている。
アウタスリーブ１８は外周円筒面１８０４を有し、外周円筒面１８０４は、第２分割体３４の外周円筒面３４０４と同心的関係にあり外周円筒面３４０４と同一径に形成されている。
そして、第１分割体３２の内周面の内側で、アウタスリーブ１８の外周円筒面１８０４と第２分割体３４の外周円筒面３４０４にわたってコイルばね（クラッチスプリング）２２０２が巻装され、コイルばね２２０２は弾発力によりそれら外周円筒面１８０４、３４０４に圧接している。コイルばね２２０２は、ドアが開く方向に巻かれており、ドアが開くときに更に締まり込み、アウタスリーブ１８の外周円筒面１８０４と第２分割体３４の外周円筒面３４０４とを強固に固定するように、言い換えると、アウタスリーブ１８とケース１４とを強固に固定するように構成されている。本実施の形態では、このコイルばね２２０２が、アウタスリーブ１８がケース１４に対して一方向に回転することを許容し、他方向に回転することを阻止する一方向クラッチ手段２２を構成している。
【００１０】
インナスリーブ２０は、内周円筒面３４０６によりその長手方向の半部が回転可能に支持され、長手方向の残りの半部がアウタスリーブ１８内に、アウタスリーブ１８に対して同心的に、且つ、アウタスリーブ１８に対して相対回転可能に収容されている。
本実施の形態では、アウタスリーブ１８の内周面に筒状のブッシュ２４０２が嵌合固定されており、このブッシュ２４０２の内周面にインナスリーブ２０が圧入されている。なお、ブッシュ２４０２はその断面が半径方向外方に開放状のコ字状を呈しており、このコ字状の内側空間にアウタスリーブ１８が嵌合固定され、このブッシュ２４０２は、インナスリーブ２０がアウタスリーブ１８に対して相対回転する際に、その相対回転に抵抗する所定のトルク（本実施の形態では４０Ｋｇｆ−ｃｍ）を発生させる摩擦トルク発生手段２４を構成している。
本実施の形態では、アウタスリーブ１８とインナスリーブ２０は共にステンレスからなる焼結金属製であり、ブッシュ２４０２は、オイレス工業株式会社の滑り軸受である商品名「ハイブラスト」の市販品が使用されている。ブッシュ２４０２は、多数の網目をもったエキスパンドメタル又は金網からなる金属シート（網状金属シート）の一方の面に、金属シートの網目を充填するようにしてポリイミド樹脂若しくは四ふっ化エチレン樹脂又はこれらの混合したものからなる滑り層を形成した後に、一方の面に欺かる滑り層が形成された金属シートを短冊状に切断し、この短冊状の金属シートを滑り層が内周側になるようにして一回巻回して、金属シートの互いの突き合わせ端の間で形成される一端面から他端面まで伸びたスリットを有した円筒体を形成し、その後、この円筒体をプレス成形することにより、径方向の外周面側に配された網状体の基材としてのエキスパンドメタル又は金網と、この網状体の基材としてのエキスパンドメタル又は金網の網目を充填すると共に当該エキスパンドメタル又は金網の一方の面に形成された合成樹脂製の滑り層とを具備した円筒部及び円筒部の両端部に一体形成された鍔部をもって製作される。
【００１１】
インナスリーブ２０の外周部は、図４（Ｂ）に示すように、均一外径の円筒面に形成されており、インナスリーブ２０の長手方向両端の外周部は、図２に示すように、３／４程度が切り取られて円弧状の係合突起２００２が残されている。そして、第１分割体３２と第２分割体３４の各端面壁には、図２に示すように、第１の角度範囲内での係合突起２００２の回転を許容する半円柱状の係合凹部４０が設けられている。本実施の形態では、第１の角度範囲は７３．６度である。
したがって、本実施の形態では、インナスリーブ２０がケース１４に対して相対回転し得る角度範囲を第１の角度範囲（本実施の形態では７３．６度の範囲）内に制限する第１回転角度範囲制限手段２６が、係合突起２００２と係合凹部４０により構成されている。
【００１２】
シャフト１６は、図５に斜視図で示すように、直径の異なる２つの円柱状部材の径方向の両側が、互いに平行する２つの平面で切り落とされて形成されており、シャフト１６は、直径の小さい２つの円筒面を有する第１の２面部１６０２と、直径の大きい二つの円筒面を有する第２の２面部１６０４とで構成されている。
そして、第２の２面部１６０４がインナースリーブ２０に収容され、第１の２面部１６０２と第２の２面部１６０４との境の段差面が第１分割体３２と第２分割体３４の各端面壁に当たることで、軸方向に移動不能に組み込まれている。
第１分割体３２の端面壁には、図１（Ｂ）に示すように、第１の２面部１６０２を回転可能に挿通する孔３２１２が形成され、第２分割体３４の端面壁には、図２に示すように、第１の２面部１６０２を回転可能に挿通する半円柱状の溝３４１２が半円柱状の係合凹部４０に連通させて形成されている。
【００１３】
インナースリーブ２０には、その軸心に沿って係合溝５０が貫通形成され、第２の２面部１６０４が係合溝５０に挿通され、シャフト１６は、インナスリーブ２０内に該インナスリーブ２０に対して同心的に、且つ、該インナスリーブ２０に対して相対回転可能に収容されている。
そして、シャフト１６はインナースリーブ２０内において第２の角度範囲内で回転できるように制限されている。本実施の形態では、第２の角度範囲は２５度である。
したがって、本実施の形態では、シャフト１６がインナスリーブ２０に対して相対回転し得る角度範囲を第２の角度範囲（本実施の形態では２５度の範囲）内に制限する第２回転角度範囲制限手段２８が、係合溝５０と、第２の２面部１６０４とで構成されている。
【００１４】
次に、作用、効果について説明する。
まず、フレームの開口部がドアで閉じられている状態から開ける場合について説明する。
例えば、ユーザーは、ノブなどを操作してドアの閉塞状態を保持しているロック手段のロックを解除し、ドアの上端を、手前に倒れるように引く。
この場合、シャフト１６の第２の２面部１６０４が係合溝５０に係合するまで、本実施の形態では、２５度の範囲（第２の角度範囲）で、抵抗なくドアは手前に倒れる。したがって、開動作の当初の操作がし易くなり、操作性に優れたものとなる。
そして、２５度を越えると、インナスリーブ２０およびアウタスリーブ１８はシャフト１６と一体に回転しようとし、その際、コイルばね２２０２が更に締まり込み、アウタスリーブ１８の外周円筒面１８０４は第２分割体３４の外周円筒面３４０４に強固に固定される。
そのため、ドアの開度が２５度を越えると、インナスリーブ２０がシャフト１６と一体に回転するものの、ブッシュ２４０２による抵抗（本実施の形態では４０Ｋｇｆ−ｃｍ）が生じ、ユーザーがドアを手前に倒すと、ドアは急激に倒れることなく、静かに手前に倒されることになる。したがって、ドアが急激に倒れることがないので、開動作の操作がし易く、操作性に優れたものとなる。
そして、ドアが７３．６度（第１の角度範囲）倒されたところで、インナスリーブ２０の係合突起２００２が、第１分割体３２と第２分割体３４の係合凹部４０に当接し、ドアは最終的に開口部を閉じた状態から、２５度と７３．６度との和である９８．６度開いた状態で静止し、このドアの全開状態が保持される。
【００１５】
次に、このようにドアが開けられた状態から閉じる場合について説明する。
ユーザーがドアを持ち上げるように起立させると、まず、シャフト１６の第２の２面部１６０４が係合溝５０に係合するまで、本実施の形態では、２５度の範囲（第２の角度範囲）でシャフト１６のみが回転することでドアが起立する。
第２の２面部１６０４が係合溝５０に係合すると、今度は、シャフト１６と一体にインナスリーブ２０およびアウタスリーブ１８が回転する。この場合、コイルばね２２０２は締まり込むことはなく、したがって、コイルばね２２０２による抵抗は生ぜず、ドアを閉める動作は円滑になされる。
そして、ドアが７３．６度（第１の角度範囲）起立したところで、フレームの開口部がドアにより閉じられる。
【００１６】
本実施の形態によれば、オイルまたは粘性体を封入したタイプのトルクリミッタを用いることなくドアヒンジユニット１２を構成できる。
そのため、本実施の形態のドアヒンジユニット１２によれば、オイルまたは粘性体の漏れにより周辺箇所や印刷紙を汚してしまう不具合や、トルク特性が変化してしまう不具合を解消できる。
なお、本実施の形態では、第２の角度範囲を２５度としたが、第２の角度範囲は２５度に限定されず、ドアの開動作の当初の操作をし易くするためには、この第２の角度範囲は、２０度以上３０度以下であることが好ましい。
また、本実施の形態では、第１の角度範囲を７３．６度としたが、この角度範囲は開口部を開閉するドアの用途に応じて変更され、最小でドアを９０度開けまた最大で１８０度開けることを考慮し、かつ、上述の第２の角度範囲を考慮すると、多くの場合、７０度以上１５０度以下に設定される。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、オイルまたは粘性体の漏れがないため周辺箇所や印刷紙を汚してしまう不具合がなく、また、トルク特性も変化することがないドアヒンジユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）はヒンジユニットの側面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ矢視図である。
【図２】図１（Ａ）のＣ矢視図である。
【図３】（Ａ）は図２のＢＢ線の半部正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢＢ線断面図である。
【図４】（Ａ）は図１（Ｂ）の縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢＢ線断面図である。
【図５】シャフトの斜視図である。
【符号の説明】
１２  ヒンジユニット
１４  ケース
１６  シャフト
１８  アウタスリーブ
２０  インナスリーブ
２２  一方向クラッチ手段
２４  トルク発生手段
２６  第１回転角度範囲制限手段
２８  第２回転角度範囲制限手段
【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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