(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スキャナー等のベースに取り付けられる固定側ヒンジ体と、
前記ベースに対して上下方向に開閉回動自在に設置される開閉体の回動基端側に取り付けられる可動側ヒンジ体とを備えており、
固定側ヒンジ体は、有底筒状に形成された本体ケースと、この本体ケースの開口上端部に相対向状に形成された１対の軸孔を有する軸受壁部とを有し、該本体ケース内には、上端に斜面を有するくさび体を上下摺動自在に内装するとともに、該くさび体を常に上方へ押上げ付勢して開閉体の自重による閉方向のモーメントに抗して可動側ヒンジ体に開方向のモーメントを与える圧縮コイルばねを内装しており、
一方、可動側ヒンジ体は、前記１対の軸受壁部間に介在されて前記軸孔に挿通された支軸まわりに回動自在に枢着されたボス部と、このボス部の外周下部から突設され、開閉体の開閉に伴い前記斜面に擦接して可動側ヒンジ体に開き方向の回転トルクを作用する円弧状突起とを有しており、
前記一対の軸受壁部の各上端縁は前記軸孔中心を円弧中心とする凸円弧縁に形成され、この凸円弧縁の円周方向一部に小さい突子が設けられており、一方、前記ボス部の軸方向両端面の各外周側に張出壁が形成され、この張出壁の内面に、前記軸孔中心を円弧中心とする凹円弧状に形成されて、開閉体の開閉に伴い前記突子と擦接する摺動凹円弧面が設けられ、この摺動凹円弧面の円周方向中間部に、該摺動凹円弧面と同心円状にかつ該摺動凹円弧面よりも少し高く形成される隆起段部が設けられていることを特徴とする開閉体のヒンジ。
【請求項２】
固定側ヒンジ体に前記突子が一体に形成され、可動側ヒンジ
体に前記張出壁及び隆起段部が一体に形成され、固定側ヒンジ体と可動側ヒンジ体のいずれか一方がポリアセタール系樹脂で、他方がポリアミド系樹脂で成形されている請求項１記載の開閉体のヒンジ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＯＡ電子機器全般、主にスキャナーなどのように比較的重い開閉体の開閉機構に好適に用いられるヒンジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のヒンジとして、例えば、実開平１−１１８５８２号公報に開示されているようなものがある。そこでは、複写機等の固定体に取り付けられる固定側ヒンジ体と、前記固定体に対して開閉回動自在な上げ蓋（開閉体）に取り付けられる可動側ヒンジ体とを支軸により回動自在に枢着し、これら固定側ヒンジ体と可動側ヒンジ体との間に、開蓋力を与える圧縮コイルばねを介在する。さらに、固定側ヒンジ体と可動側ヒンジ体間の前記支軸には開蓋方向へ付勢する捩ればねを介在する。これによれば、圧縮コイルばねと捩ればねの併用により開蓋力を増強することができるので、重い上げ蓋の開き操作も軽快に行え、上げ蓋の全開位置と全閉位置との間の或る開き角度範囲内で任意に停止させることができるというものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、圧縮コイルばねと捩ればねを併用する上記ヒンジでは、圧縮コイルばね以外に、捩ればねを必要とするが、この捩ればねの支軸への組み付け手数は甚だ煩わしく、また組み付けの部材点数及び工数の増大を招き、コスト高にもなっていた。
【０００４】
本発明の目的は、このような問題を解消するためになされたもので、上記従来の捩ればねに代えて摩擦利用による制動機構を採用することによりスキャナー等の重い開閉体の開き操作も軽快に行え、また閉じ過程での急激な落下防止を図れて安全性に優れ、しかも組み付けに要する部材点数及び工数の減少を図ることができる開閉体のヒンジを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、図１及び図５に例示するように、スキャナー等のベース２に取り付けられる固定側ヒンジ体５と、前記ベース２に対して上下方向に開閉回動自在に設置される開閉体１の回動基端側に取り付けられる可動側ヒンジ体６とを備えており、固定側ヒンジ体５は、有底筒状に形成された本体ケース７と、この本体ケース７の開口上端部に相対向状に形成された１対の軸孔１０を有する軸受壁部１１，１１とを有し、該本体ケース内７には、上端に斜面１４を有するくさび体８を上下摺動自在に内装するとともに、該くさび体８を常に上方へ押上げ付勢して開閉体１の自重による閉方向のモーメントに抗して可動側ヒンジ体６に開方向のモーメントを与える圧縮コイルばね９を内装しており、一方、可動側ヒンジ体６は、前記１対の軸受壁部１１，１１間に介在されて前記軸孔１０に挿通された支軸２７まわりに回動自在に枢着されたボス部２１と、このボス部２１の外周下部から突設され、開閉体１の開閉に伴い前記斜面１４に擦接して可動側ヒンジ体６に開き方向の回転トルクを作用する円弧状突起２２とを有しており、前記一対の軸受壁部１１の各上端縁は前記軸孔中心を円弧中心とする凸円弧縁１１ａに形成され、この凸円弧縁１１ａの円周方向一部に小さい突子１２が設けられており、一方、前記ボス部２１の軸方向両端面の各外周側に張出壁２４が形成され、この張出壁２４の内面に、前記軸孔中心を円弧中心とする凹円弧状に形成されて、開閉体１の開閉に伴い前記突子１２と擦接する摺動凹円弧面２５が設けられ、この摺動凹円弧面２５の円周方向中間部に、該摺動凹円弧面２５と同心円状にかつ該摺動凹円弧面２５よりも少し高く形成される隆起段部２６が設けられていることに特徴を有するものである。
【０００６】
【作用】
上記構成のヒンジによると、固定側ヒンジ体に、開閉体の自重による閉方向のモーメントに抗して可動側ヒンジ体に開方向のモーメントを与える圧縮コイルばねを内装し、この圧縮コイルばねによりくさび体を常に上方へ押上げ付勢することにより該くさび体の斜面が可動側ヒンジ体の円弧状突起に擦接して可動側ヒンジ体に開き方向の回転トルクが与えられるようにしてあるので、スキャナー等の重い開閉体も小さい開き操作力で軽快に開けることができる。
【０００７】
開閉体を閉じる途上では、可動側ヒンジ体の隆起段部が固定側ヒンジ体の突子の上に乗り上がり、この隆起段部と突子との接点で生じる摩擦力により開閉体の閉じ回動が制動されるので、開閉体の重量により生じる閉方向のモーメントによる急激な落下現象を防止でき、つまり開閉体が重い場合も落下速度を落してゆっくり閉じて行くことになる。
【０００８】
このような隆起段部と突子との間で生じる摩擦抵抗により開閉体を制動する機構を採用すると、前述した従来のヒンジのごとき捩ればねの組み付けを省略することができ、それだけ組み付け部材点数及び組み付け工数を減少できる。また、突子と隆起段部は、例えば、カムのような加工精度がさほど要求されず、固定側ヒンジ及び可動側ヒンジ体のそれぞれの成形金型の簡素化に貢献する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係る開閉体のヒンジを取り付け態様で示す側面図、図２は同ヒンジの側面図、図３は同ヒンジの一部拡大側面図、図４は図２におけるＡ矢視図、図５は開閉体の全閉時におけるヒンジの縦断側面図、図６は開閉体の半開き時におけるヒンジの縦断側面図、図７は開閉体の全開時におけるヒンジの縦断側面図である。
【００１０】
図１において、１はスキャナー等の開閉体、２はベース、３は本発明のヒンジで、開閉体１をベース２に対して上下方向に開閉回動自在に設置している。ヒンジ３はベース２にブラケット４で取り付けられる固定側ヒンジ体５と、開閉体１の回動基端側に取り付けられる可動側ヒンジ体６とを備えている。
【００１１】
図２乃至図５に示すように、固定側ヒンジ体４は、有底筒状に形成された合成樹脂製の本体ケース７にくさび体８と圧縮コイルばね９を内装している。本体ケース７の開口上端部には相対向する１対の軸孔１０を有する軸受壁部１１，１１が左右のケース側壁７ａ，７ｂの上端より上方へ張り出すよう一体に形成されている。１対の軸受壁部１１，１１の各上端縁は軸孔１０中心を円弧中心とする凸円弧縁１１ａに形成され、この凸円弧縁１１ａの円周方向一部に小さい突子１２が設けられている。本体ケース７のケース後壁７ｃには前記ブラケット４の前面側にビス（図示省略）で取り付けるためのビス孔１３が設けられている。
【００１２】
くさび体８はこれの上端に斜面１４を前方下り傾斜状に形成され、下端面からばね挿入棒１５を下向きに一体に突設している。このくさび体８は、固定側ヒンジ体４の本体ケース７に内装された圧縮コイルばね９の上方に位置するように本体ケース７内に上下摺動自在に内装される。圧縮コイルばね９は、後に述べる説明で明らかなように開閉体１の自重による閉方向のモーメントに抗して可動側ヒンジ体６に開方向のモーメントを与える強さを有するものが使用される。くさび体８の左右の側面には突条１６を縦方向に設け、この突条１６を本体ケース７のケース側壁７ａ，７ｂの内面に凹設した縦溝（図示せず）に摺動自在に嵌合させることによりくさび体８が本体ケース７内の上方で上下方向に真っ直ぐに摺動するように組み込まれている。
【００１３】
一方、可動側ヒンジ体６は、図２乃至図５に示すように、開閉体１の回動基端側にビス等で取り付けられる合成樹脂製の取付基板部２０と、この取付基板部２０の後面から一体に突設されたボス部２１と、このボス部２１の外周下部から一体に突設された円弧状突起２２とを有して成り、ボス部２１の中心には軸孔２３を左右方向に貫通状に設けている。さらに可動側ヒンジ体６は、ボス部２１の軸方向の左右両端面の各外周側に張出壁２４を一体に形成している。この張出壁２４の内面には軸孔２３中心を円弧中心とする摺動凹円弧面２５が形成され、この摺動凹円弧面２５の円周方向中間部に、摺動凹円弧面２５と同心円状にかつ摺動凹円弧面２５よりも少し高く形成される隆起段部２６が設けられている。その隆起段部２６の円周方向の幅寸法、及び摺動凹円弧面２５からの高さ寸法は、開閉体１の重量及び開閉角度に応じて任意に設定される。
【００１４】
かくして、固定側ヒンジ体４と可動側ヒンジ体６とは次のようにして組み合わされる。可動側ヒンジ体６のボス部２１を固定側ヒンジ体４の軸受壁部１１，１１間に介入するとともに、強い外力を可動側ヒンジ体６に加えて円弧状突起２２でくさび体８を圧縮コイルばね９の力に抗して固定側ヒンジ体４内に押し下げることにより、ボス部２１の軸孔２３を軸受壁部１１，１１の軸孔１０，１０に位置合わせし、支軸２７を軸孔１０，２３に挿通する。これにより圧縮コイルばね９が圧縮され、この圧縮コイルばね９によりくさび体８が常に上方へ押上げ付勢され、このくさび体８の斜面１４に可動側ヒンジ体６の円弧状突起２２が強い押圧力で接触するとともに、固定側ヒンジ体４の突子１２，１２が可動側ヒンジ体６の摺動凹円弧面２５，２５に接触する、という固定側ヒンジ体４と可動側ヒンジ体６との枢着状態が得られる。
【００１５】
固定側ヒンジ体４及び可動側ヒンジ体６はそれぞれ耐摩耗性に優れるポリアセタール系樹脂やポリアミド系樹脂で成形されるが、両ヒンジ体４，６を共に同じ樹脂材料で成形した場合は摺動凹円弧面２５及び隆起段部２６と突子１２との摩擦により騒音が発生するため、これを防止するために固定側ヒンジ体４及び可動側ヒンジ体６のいずれか一方をポリアセタール系樹脂で成形し、他方をポリアミド系樹脂で成形する。
【００１６】
次に、上記構成の開閉体１のヒンジ３の作動について図５ないし図７を参照にして説明する。
図５は、図１に実線状態で示す場合と同様に、開閉体１が全閉した状態図を示している。この全閉状態では、可動側ヒンジ体６の円弧状突起２２は固定側ヒンジ体４のくさび体８の斜面１４の傾斜上端の係合凹部１４ａに位置しており、開閉体１の自重によって生じる閉方向のモーメントの大きさと、圧縮コイルばね９の力によって生じる開方向のモーメントの大きさとが均衡を保って開閉体１の全閉状態を保持している。因みに、開閉体１がスキャナーである場合、平常時、スキャナーは図５に示すごとき全閉状態にして使用される。
【００１７】
この全閉状態から開閉体１を支軸２７まわり上方へ開いて行くと、可動側ヒンジ体６の円弧状突起２２は固定側ヒンジ体４のくさび体８の斜面１４を下り方向に摺動するとともに、くさび体８は圧縮コイルばね９により押上げられながらその斜面１４と円弧状突起２２との擦接作用により可動側ヒンジ体６に開き方向の回転トルクを与える。したがって、開閉体１がスキャナー等のように重い場合も小さい開き操作力で軽快に開けることができる。
【００１８】
図７に示すように開閉体１を全開状態（例えば、水平な全閉状態から５０゜の開き角度）にまで開くと、可動側ヒンジ体６の円弧状突起２２は固定側ヒンジ体４のくさび体８の斜面１４の傾斜下端の係合凹部１４ｂに位置し、このとき圧縮コイルばね９による開方向のモーメントの大きさが開閉体１の自重による閉方向のモーメントの大きさに勝って開閉体１の全開状態を保持するよう設定している。因みに、開閉体１がスキャナーである場合、その定期的なメンテナンス時にのみ開閉体１が開けられる。
【００１９】
開閉体１の全閉状態と全開状態との中間の半開き過程（図６参照）、例えば全閉状態から１０゜〜４０゜の半開き角の領域範囲では、可動側ヒンジ体６の隆起段部２６が固定側ヒンジ体４の突子１２の上に乗り上がり、この隆起段部２６と突子１２との接点で生じる強い摩擦力により開閉体１の開閉方向の回動が制動される。したがって、その半開き角の領域範囲内において、開閉体１を開けるときは開き操作力を少し増強する必要があり、開閉体１を閉じるときはその開閉体１が重い場合も落下速度を落してゆっくり閉じて行き、開閉体１の重量により生じる閉方向のモーメントによる急激な落下は防止され、その開閉体１とベース２との間で手をはさむなどの事故を防ぐことができる。ただし、開閉体１が軽い場合は、前述した半開き角の領域範囲内での任意開き角度で開閉体１を停止させることができ、つまりフリーストップ機能を発揮することになる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、スキャナー等のように重い開閉体も小さい開き操作力で軽快に開けることができ、また開閉体の重量により生じる閉方向のモーメントによる急激な落下を防止できて安全である。しかも、開閉体の急激な落下防止に寄与する制動機構は固定側ヒンジ体と可動側ヒンジ体にそれぞれ一体に設けた突子と隆起段部の組み合わせにより構成しているので、前述した従来のヒンジのごとき捩ればねの組み付けを省略することができ、それだけ組み付け部材点数及び組み付け工数を減少できる。また、これら突子及び隆起段部によれば、加工精度の要求されるカム機構と違って、固定側ヒンジ及び可動側ヒンジ体のそれぞれの成形金型の簡素化、生産コストの低減を図り得るという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る開閉体のヒンジを取り付け態様で示す側面図である。
【図２】同ヒンジの側面図である。
【図３】同ヒンジの一部拡大側面図である。
【図４】図２におけるＡ矢視図である。
【図５】開閉体の全閉時におけるヒンジの縦断側面図である。
【図６】開閉体の半開き時におけるヒンジの縦断側面図である。
【図７】開閉体の全開時におけるヒンジの縦断側面図である。
【符号の説明】
１  開閉体
２  ベース
３  ヒンジ
５  固定側ヒンジ体
６  可動側ヒンジ体
７  本体ケース
８  くさび体
９  圧縮コイルばね
１０，２３  軸孔
１１  軸受壁部
１１ａ  凸円弧縁
１２  突子
１４  斜面
２１  ボス部
２２  円弧状突起
２４  張出壁
２５  摺動凹円弧面
２６  隆起段部
２７  支軸
【図１】
0004157657.tif 000002
【図２】
0004157657.tif 000003
【図３】
0004157657.tif 000004
【図４】
0004157657.tif 000005
【図５】
0004157657.tif 000006
【図６】
0004157657.tif 000007
【図７】
0004157657.tif 000008