上部ユニットケースの開閉装置
【課題】上部ユニットケース３を押下するときのみそのケース３が閉止する方向に移動し、開き回動するとき軽快に移動できる開閉装置を提供する。
【解決手段】下部ユニットケース２と上部ユニットケース３とを一側のヒンジ部４にて回動可能に連結し、下部ユニットケース２には直線且つ水平状の下部案内部材６をヒンジ部４から開放端部方向に延びるように備え、上部ユニットケース３には下向き凸湾曲状の上部案内部材７を、ヒンジ部４から開放端部方向に延びるように備え、下部案内部材６と上部案内部材７とは回転体１２、１３、１４を有する開閉連結体１０にて移動可能に連結されている。
【解決手段】下部ユニットケース２と上部ユニットケース３とを一側のヒンジ部４にて回動可能に連結し、下部ユニットケース２には直線且つ水平状の下部案内部材６をヒンジ部４から開放端部方向に延びるように備え、上部ユニットケース３には下向き凸湾曲状の上部案内部材７を、ヒンジ部４から開放端部方向に延びるように備え、下部案内部材６と上部案内部材７とは回転体１２、１３、１４を有する開閉連結体１０にて移動可能に連結されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下部ユニットケースに対して、開閉回動可能に装着される上部ユニットケースの開閉装置に係り、より詳しくはその上部ユニットケースの閉止方向への動作を緩慢にできるようにした上部ユニットケースの開閉装置の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、プリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像記録装置において、給紙部、記録部等を搭載した下部ユニットケースに対して、原稿読取部を搭載した上部ユニットケースの一側をヒンジを介して開閉回動可能に装着し、メンテナンス時や紙詰まり処理などに際して上部ユニットケースを一旦大きく開いた状態から閉じるとき、閉じ終わり区間で、上部ユニットケースの回動に制動を掛ける構成が種々提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の技術では、上部ユニットケースと下部ユニットケースとをガススプリングにて連結すると共に、上部ユニットケースの下面自由端側に下向きにコイルスプリングを配置し、上部ユニットケースの閉じ終わり区間でコイルスプリングの一端が下部ユニットケースにおける受け部で支持されて、上部ユニットケースが急激に閉じるのを防止する構成が開示されている。
【０００４】
他方、特許文献２では、上部ユニットケース（カバー）の側面に下向きに突設させた円弧状のガイド部材（案内部材）には、円弧状のガイド溝が形成され、下部ユニットケース（筐体）の一側に設けたボルト軸をガイド溝に挿通すると共に、このボルトの頭とバネ材にて案内部材を挟み付けすることにより、上部ユニットケースの任意の回動角度で位置保持できるように構成し、さらに、上部ユニットケースが下部ユニットケースに対して閉止位置では、下部ユニットケースに設けたトーションスプリングにて上部ユニットケースを上向き付勢する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１1-３８７１４号公報（図１及び図２参照）
【特許文献２】実公平１−２９８１５号公報（第３図及び第６図参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献 1及び２の開閉装置では、部品点数が多く、且つガススプリングなどの寸法の大きい部品が必要となる。上部ユニットケースを下部ユニットケースに対して閉じるときの速度を緩慢にするために、ガススプリングに代えて直線状のオイルダンパーを設けたり、ヒンジ部にロータリオイルダンパーを付加することも考えられるが、このようにすると、開閉装置の構成がますます複雑になったり、下部ユニットケース等の製品全体に占める開閉装置の割合が大きくなり、製品が大型化するという問題があった。
【０００７】
本発明は、開閉装置の構成部品の簡素化及び小型化を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明の上部ユニットケースの開閉装置は、下部ユニットケースと上部ユニットケースとを一側に設けたヒンジ部を介して上下開閉回動可能に装着し、前記下部ユニットケースには下部案内部材を前記ヒンジ部側から開放端部側に延びるように備え、前記上部ユニットケースには上部案内部材を、前記ヒンジ部側から開放端部側に延びるように備え、前記下部案内部材と前記上部案内部材とは、その一方が凸湾曲状に形成され、他方が直線状に形成され、前記下部案内部材と上部案内部材とに移動可能に連結される開閉連結体を有し、前記上部ユニットケースを前記下部ユニットケースに対して開放する動作につれて、前記開閉連結体が前記上下両部材に沿って前記開放端部側から前記ヒンジ部側に順次移動し、前記上部ユニットケースを前記下部ユニットケースに対して閉止する動作につれて、前記開閉連結体が前記上下両部材に沿って前記ヒンジ部側から前記開放端部側に順次移動するように構成されているものである。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の上部ユニットケースの開閉装置において、前記下部案内部材は直線状であり、前記上部案内部材は下向き凸湾曲状に形成され、
前記開閉連結体は、１つの回転体が前記上部案内部材に沿って移動可能に設けられ、２つの回転体が前記下部案内部材に沿って移動可能に設けられているものである。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の上部ユニットケースの開閉装置において、前記上部案内部材は直線状であり、前記下部案内部材は上向き凸湾曲状に形成され、
前記開閉連結体は、１つの回転体が前記下部案内部材に沿って移動可能に設けられ、２つの回転体が前記上部案内部材に沿って移動可能に設けられているものである。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の上部ユニットケースの開閉装置において、前記開閉連結体は、前記 3つの回転体の軸中心を結ぶ形状が三角形に形成され、前記１つの回転体が前記上部案内部材との接点で受ける力の方向が前記２つの回転体の間にあるように構成されているものである。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項２または４に記載の上部ユニットケースの開閉装置において、前記１つの回転体の上側部位が前記上部案内部材と接触する位置が、前記１つの回転体の軸中心よりも前記ヒンジ部に近い側に位置するように、前記上部案内部材が形成されているものである。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項２または４または５のいずれかに記載の上部ユニットケースの開閉装置において、前記開閉連結体が前記上下部案内部材のいずれの位置にあるときでも、前記上部ユニットケースの自重及びこの上部ユニットケースに付加される押圧力の合力の前記１つの回転体位置での水平方向成分の大きさは、前記押圧力の鉛直成分と前記開閉連結体の自重による水平方向の摩擦力の大きさと、前記開閉連結体に作用する抵抗力の水平成分の大きさとの和より大きいかまたは等しくなるように設定され、且つ前記押圧力を解除すると、前記上部ユニットケースの開閉姿勢が保持されるように構成したものである。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、請求項２また３に記載の上部ユニットケースの開閉装置において、前記上部ユニットケースを前記下部ユニットケースに対して閉止終了状態となる時の前記開閉連結体における前記２つの回転体のうちヒンジ部から遠い側の回転体が前記下部または上部案内部材の凹み部に嵌まり停止するように構成されているものである。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、請求項２乃至７のいずれかに記載の上部ユニットケースの開閉装置において、前記上下両案内部材には、それぞれ前記各回転体がその中心軸方向に脱落不能とするガード辺が形成されているものである。
【００１６】
請求項９に記載の発明は、前記上下ユニットケースの閉止状態において、前記下部案内部材と上部案内部材とはその一部が、当該両案内部材の延びる方向からの投影視でユニットケースの高さ方向において重なるものである。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に記載の発明によれば、下部ユニットケースには下部案内部材をヒンジ部側から開放端部側に延びるように備え、上部ユニットケースには上部案内部材を、前記ヒンジ部側から開放端部側に延びるように備え、前記下部案内部材と前記上部案内部材とは、その一方が凸湾曲状に形成され、他方が直線状に形成され、前記下部案内部材と上部案内部材とに移動可能に連結される開閉連結体を有し、前記上部ユニットケースを前記下部ユニットケースに対して開放する動作につれて、前記開閉連結体が前記上下両部材に沿って前記開放端部側から前記ヒンジ部側に順次移動し、前記上部ユニットケースを前記下部ユニットケースに対して閉止する動作につれて、前記開閉連結体が前記上下両部材に沿って前記ヒンジ部側から前記開放端部側に順次移動するように構成されているものである。
【００１８】
従って、上部ユニットケースを閉じ動作する方向に負荷（荷重）を掛けるときのみ、開閉連結体がヒンジ部から離間する方向に移動し、且つその移動速度は増大しないので、ゆっくり閉めることができる。他方、上部ユニットケースを開くときには、逆に軽快に開くことができる。そして、そのための構成が、下部案内部材または上部案内部材のいずれか一方が凸湾曲状に形成され、他方が直線状に形成され、この両案内部材に沿って移動可能に連結される開閉連結体だけであるので、構造がシンプル且つ小型化することができるという効果を奏する。
【００１９】
請求項２及び請求項４に記載の発明によれば、１つの回転体が前記上部案内部材に沿って移動可能に設けられ、前記１つの回転体が前記上部案内部材との接点で受ける力の方向が前記下部案内部材に沿って移動する前記２つの回転体の間にあるように構成されているものであるので、開閉連結体の姿勢が保持され安定して両案内部材に沿って移動させることが容易となる。
【００２０】
請求項３に記載の発明によれば、上部案内部材が直線状であるので、湾曲状である場合に比べて上部ユニットケースの高さを低くすることができる。従って、装置全体をコンパクトに形成できるという効果を奏する。
【００２１】
請求項５に記載の発明によれば、前記１つの回転体の上側部位が前記上部案内部材と接触する位置が、前記１つの回転体の軸中心よりも前記ヒンジ部に近い側に位置するように、前記上部案内部材が形成されているものであるので、上部ユニットケースの自重と下向き押圧力の水平方向成分が作用し、上部案内部材の所定の下向き凸湾曲状の形状にて開閉連結体を閉止方向に移動させることができる。
【００２２】
請求項６に記載の発明によれば、開閉連結体が前記上下部案内部材のいずれの位置にあるときでも、ユーザーが下向き押圧力を作用させない限り、上部ユニットケースが閉止方向に移動せず、ユーザーが上部ユニットケースから手を離した時不用意に閉止しないから安全であるという効果を奏する。
【００２３】
請求項７に記載の発明によれば、前記上部ユニットケースを前記下部ユニットケースに対して閉止終了状態となる時の前記開閉連結体における前記２つの回転体のうちヒンジ部から遠い側の回転体が前記下部または上部案内部材の凹み部に嵌まることで停止するから、閉止終了時の上部ユニットケースが下部ユニットケースに対して完全に閉まりきることができる効果を有する。また、最後に凹みにはまり込む感触により上部ユニットケースが完全に閉まっていることを感覚で認知することが可能となる。
【００２４】
請求項８に記載の発明によれば、上下両案内部材には、それぞれ前記各回転体がその中心軸方向に脱落不能とするガード辺が形成されているから、開閉連結体が不用意に外れることがなく安全であるという効果を奏する。
【００２５】
請求項９に記載の発明によれば、下部ユニットケースに対して上部ユニットケースを閉止した状態のとき、下部案内部材と上部案内部材とはその一部が、当該両案内部材の延びる方向からの投影視でユニットケースの高さ方向において重なっているので、装置全体の高さを低くすることができて、コンパクトに形成できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】（Ａ）は第１実施例の下部ユニットケースに対して上部ユニットケースが開いた途中の状態を示す斜視図、（Ｂ）は上部ユニットケースを閉じた状態の斜視図である。
【図２】（Ａ）は第１実施例の下部ユニットケースに対して上部ユニットケースが開いた途中の状態を示す概略側面図、（Ｂ）は上部ユニットケースを閉じた状態の概略側面図である。
【図３】図２（Ｂ）の III−III 線矢視拡大断面図である。
【図４】第１実施例の作用説明図である。
【図５】作用説明のためのグラフである。
【図６】上部ユニットケースを閉じる状態のとき開閉連結体を停止する例を示す概略側面図である。
【図７】下部案内部材が上向き凸湾曲状で、上部案内部材が水平且つ直線状の第２実施例を示し、（Ａ）は第１実施例の下部ユニットケースに対して上部ユニットケースが開いた途中の状態を示す概略側面図、（Ｂ）は上部ユニットケースを閉じた状態の概略側面図である。
【図８】第２実施例の作用説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の第１実施例を図１〜図４を参照して説明する。
【００２８】
本実施例の画像記録装置１は、プリンタ機能、コピー機能、スキャナ機能、ファクシミリ機能を備えた多機能装置（ＭＦＤ：Multi Function Device ）に本発明を適用したものであり、図１及び図２に示すように、画像記録装置１における合成樹脂製の下部ユニットケース２の一側部に、上部ユニットケース３はヒンジ部４を介して上下回動可能に連結されている。
【００２９】
なお、図示しないが、下部ユニットケース２内にはインクジェット式等の記録部が給紙カセットより上側に配置されており、給紙カセットから給送された用紙（被記録媒体）が、後側に着脱可能に配置されたＵターン状の搬送経路体を介して記録部に搬送され、記録後の用紙は給紙カセットの上方であって下部ユニットケース２の側面に開口した開口部から排紙されるように構成されている。給紙カセットも開口部から差込み可能に配置されている。
【００３０】
上部ユニットケース３には、コピー機能やファクシミリ機能における原稿読取などのための原稿自動送り装置及び画像読取装置と、原稿載置用ガラス板及びその上面を覆う原稿カバー体と、各種操作ボタンや液晶表示部等を備えた操作パネル部とが設けられている（共に図示せず）。
【００３１】
次に、本発明の下部ユニットケース２と上部ユニットケース３とを開閉可能とする開閉装置について説明する。両ユニットケース２及び３には、前記ヒンジ部４側から開放端部側に延びる下部案内部材６と上部案内部材７とがそれぞれ備えられている。下部案内部材６と上部案内部材７とにわたって配置され開閉連結体１０は、上部案内部材７に沿って移動可能な第１回転体１２（請求項にいう１つの回転体）と、下部案内部材６に沿って移動可能な第２回転体１３、第３回転体１４（請求項にいう２つの回転体）とが側面視三角形状等の任意形状のフレーム１１にそれぞれ回転可能に装着されたものである。第１〜第３回転体１２、１３、１４はそれぞれコロ状に形成されている。
【００３２】
第１実施例では、側面視三角形状のフレーム１１の上頂部の表面側に第１回転体１２が配置され、第２回転体１３、第３回転体１４はフレーム１１の下辺側両角部（下頂部）のうち裏面側にそれぞれ配置されている。
【００３３】
そして、ユーザーが上部ユニットケース３を下部ユニットケース２に対して開放する動作につれて、開閉連結体１０が上下両部材６、７に沿って開放端部側からヒンジ部４側に近づく方向に順次移動するように構成されている。また、上部ユニットケース３を下部ユニットケース２に対して閉止する動作につれて、開閉連結体１０が上下両部材６、７に沿ってヒンジ部４側から開放端部側に近づく方向に順次移動するように構成されている。
【００３４】
第１実施例では、下部案内部材６はヒンジ部４側から開放端部側に向かって実質的に水平状且つ直線状に延びるように形成されている。他方、上部案内部材７は、ヒンジ部４から開放端部方向に下向き凸湾曲線状に延びるように形成されている（図１（Ａ）、図１（Ｂ）、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）参照）。
【００３５】
下部案内部材６及び上部案内部材７は共に断面コ字状に形成され、第１〜第３回転体１２、１３、１４が上記各部材のレール溝１５、１６内に沿って転がるように構成されている。下部案内部材６は下部ユニットケース２の上面２ａに設けられ、溝１５は下部ユニットケース２の側方の外面に向かって開口するように配置されている。上部案内部材７は上部ユニットケース３の側面板３ａの内面にて溝１６が内向きに開口するように配置されている（図３参照）。上部ユニットケース３が下部ユニットケース２に対して閉止された状態で、下向き凸湾曲状の上部案内部材７の中途部が下部ユニットケース２と干渉しないように、側面板３ａ及び上部案内部材７は下部ユニットケース２の側面板２ｂよりも外側に位置している（図３参照）。また、上部ユニットケース３に設けられた当接ブロック１７が下部ユニットケース２の上面２ａの当接部に当たることで、上部ユニットケース３の閉止位置が決まり、それ以上下降動しない。このとき、側面板３ａの下端縁３a1の一部が下部ユニットケース２の側面板２ｂと投影視で重なることになる（図２（Ｂ）の二点鎖線状態参照）。
【００３６】
さらに、第１回転体１２がその中心軸方向に上部案内部材７のレール溝１６から脱落しないように、また、第２、第３回転体１３、１４がその中心軸方向にそれぞれ下部案内部材６のレール溝１５から脱落しないように、レール溝１５、１６には各回転体の外周部位を囲むための上下のガード辺１８、１９が一体的に突出形成されている（図３参照）。
【００３７】
次に、開閉装置における開閉連結体１０の動作について説明する。図４（Ａ）のように上部ユニットケース３の自重ｍｇ（垂直方向）が重心Ｇ（ヒンジ部４の位置（原点Ｏ）から距離ａだけ離間した位置）に作用し、上部ユニットケース３の任意の個所、例えば自由端側で原点Ｏから距離ｂだけ離間した位置にて（荷重Ｗ）の力で上部ユニットケース３をユーザーが手で押下しているとする。また、原点Ｏから重心Ｇ及び荷重Ｗを通る直線がＸ軸となす角度（２π−θ）とする。
【００３８】
そして、開閉連結体１０の第１回転体１２にて上部ユニットケース３を支えているものとし、上部案内部材７のレール溝１６の上案内面に第１回転体１２が接触している位置（接点Ｐ）が原点ＯからＸ軸方向に距離ｄだけ離間しているものとする。開閉連結体１０の第２回転体１３及び第３回転体１４はＸ軸と平行な下部案内部材６のレール溝１５の下案内面に沿って移動可能であるとする。その場合、接点ＰはＸ軸線上に位置するものとする。接点Ｐにおける上部案内部材７のレール溝１６の上摺接面との接線ＴとＸ軸とのなす角度ｋとすると、ｋ＝α−θとなる。なお、接点ＰがＸ軸上にない場合（図５（Ｂ）参照）には、角度ｋ，α，θの関係は、ｋ＝２π−θ＝α−θとなる。
【００３９】
また、上部案内部材７が下向き凸湾曲状であるときは、接点Ｐは第１回転体１２の中心軸よりもヒンジ部４に近い側に位置することはあきらかである。
【００４０】
接点Ｐにおける支持反力Ｆとするとき、ヒンジ部４（原点Ｏ）まわりのモーメントの釣り合い式は、ａ＊ｍｇ＊ cos（２π−θ）＋Ｗ＊ｂ＝ｄ＊Ｆ＊ cosｋとなる。（＊は乗算の記号です。） cos（２π−θ）＝ cosθとなるから、
Ｆ＝［ａ＊ｍｇ＊ cosθ＋Ｗ＊ｂ］／［ｄ＊ cosｋ］ ‥‥式（１）
接点Ｐにおけるｘ軸の正方向の力Ｓとすると、Ｓ＝（上部ユニットケース３の自重と荷重ＷとによるＸ軸方向成分）−（上部ユニットケース３の自重と荷重Ｗとによる上部案内部材７の個所での摩擦力のＸ軸方向成分）−（開閉連結体１０に作用する負荷のＸ軸方向成分）となる。ここで、（開閉連結体１０に作用する負荷のＸ軸方向成分）＝Ｎとし、上部案内部材７と第１回転体１２との静止摩擦係数をμとする。
【００４１】
従って、Ｓ＝（Ｆ＊sin ｋ）−（μ＊Ｆ＊ cosｋ）−Ｎ ‥‥式（２）
となる。
【００４２】
なお、開閉連結体１０に作用する負荷は、例えば、開閉連結体１０が下部ユニットケース２の下部案内部材６に沿って移動するときの摩擦力やブレーキ力、もしくは、回転体１２（１３、１４）と両案内部材６、７の側面との接触摩擦力や回転体１２（１３、１４）の回転を停止させるブレーキ機構などによるものである。
【００４３】
本実施例では、円筒状のケース２３内にぜんまいばね（渦巻きバネ）の基端を固定し、このぜんまいばねの自由端にワイヤなどの可撓性を有する紐体２４の基端を連結し、このぜんまいばねに予め巻き締め方向の力を与えて、紐体２４の大部分がケース２３内に巻き込まれるように付勢した付勢手段を利用し、ケース２３をヒンジ部４に近い側の下部ユニットケース２内に固定し、紐体２４の自由端を開閉連結体１０のフレーム１１に連結して、開閉連結体１０にヒンジ部４向かうような付勢力を与える構成とする（図２（Ａ）及び図２（Ｂ）参照）。その他、テレスコピック型の油圧またはガスシリンダを下部ユニットケース２内に固定し、そのピストンロッドの先端をフレーム１１に連結して、開閉連結体１０にヒンジ部４に向かうような付勢力を与える構成としても良い。
【００４４】
式（２）に式（１）を代入してＳの値を求めると、
Ｓ＝［ｂ＊（ sinｋ−μ＊cos ｋ）／（ｄ＊cos ｋ）］Ｗ＋
［ａ＊ｍｇ＊ cosθ＊（ sinｋ−μ＊cos ｋ）］／（ｄ＊ cosｋ）−Ｎ‥‥式（３）となる。
【００４５】
ここで、Ｕ＝［ｂ＊（ sinｋ−μ＊ cosｋ）／（ｄ＊ cosｋ）］とし、
Ｖ＝ａ＊mg＊cosθ＊Ｕ／ｂと示せる。Ｕ及びＶは、上部ユニットケース３の
自重や第１回転体１２の位置が決まると定まる定数であるから、関数ＳはＷの一次関数となる。
【００４６】
即ち、式（３）の関数は、Ｓ（Ｗ）＝Ｕ＊Ｗ＋（Ｖ−Ｎ） ‥‥式（４）となる。
【００４７】
図５のグラフに示すように、横軸にＷを採り、縦軸にＳを採る。そして、Ｗを作用させること（Ｗ≧０）で、任意の位置の開閉連結体１０が閉止方向に動き始める条件（Ｓ≧０）を検討してみると、Ｕは正値であることが必要であり、ｗ１＝（Ｖ−Ｎ）≧０の条件を満足すべきである。Ｕが負であるとＶも負となり上部ユニットケース３は食いついて動かない。またＵが正で、ｗ１が負であると、開閉連結体１０（移動体）に常に正方向に力が掛かるため、上部ユニットケース３は手を放しても保持することができない。
【００４８】
以上のように、本実施例では、上部案内部材７を下向き凸湾曲状に形成する一方、下部案内部材を水平且つ直線状に形成し、その間を開閉連結体１０が移動可能となるように構成すれば、ユーザーが上部ユニットケース３の任意の個所に下向きのＷという押圧力を作用させるとき、開閉連結体１０が閉止方向（ヒンジ部４から離間する方向）に移動し、上記押圧力を作用させない（つまり押圧しない）時には、開閉連結体１０が任意の位置で停止することができる。従って、従来のように、下部ユニットケース２に対して上部ユニットケース３を閉止する終端区間で、上部ユニットケース３の閉止方向への回動速度が急激に増大し、下部ユニットケース２に対して上部ユニットケース３が衝突して大きな異音を発生させたりすることがなく、その衝撃により前記装置本体内の部品の位置ずれ、衝突面の部材の破損などの不都合を防止することができる。
【００４９】
また、押圧力Ｗの大きさをユーザーが加減することにより、上部ユニットケース３が閉止位置方向に閉まり回動する動きを緩めることができるという効果を奏する。
【００５０】
そして、開閉連結体１０は三角形状のフレーム１１を有し、このフレーム１１の三角形の頂部近傍に設けられた第１回転体１２が上部案内部材７との接点Ｐで受ける力の方向がフレーム１１の三角形の底辺側頂部近傍に設けられた第２回転体１３と第３回転体１４との間にあるように構成されているものであるので、開閉連結体１０の姿勢が保持され安定して両案内部材６、７に沿って移動させることが容易となる。
【００５１】
なお、上部案内部材７の下向き凸湾曲線を所定の形状に設定することにより、上部ユニットケース３の開き角度の大小に拘らず、ユーザーによる下向き押圧力Ｗを一定にできるようにすることもできる。
【００５２】
なお、本発明では、下部ユニットケース２に対して上部ユニットケース３を開放させるには、ユーザーが上部ユニットケース３の自由端等に上向き力を作用させることで、開閉連結体１０が下部案内部材６と上部案内部材７に沿ってヒンジ部４に近づくように移動し、上記上向き力の作用を中止させると、その位置で開閉連結体１０が停止し、上部ユニットケース３の開き角度を保持することができる。
【００５３】
図６は、下部案内部材６における下案内面のうちヒンジ部４から離間した位置に設けられた凹み部２０であり、下部ユニットケース２に対する上部ユニットケース３の閉止位置において開閉連結体１０が存在する位置での第３回転体１４を凹み部２０に下向きに嵌める。この嵌め込みにより、第２回転体１３を中心に第１回転体１２と第３回転体１４が下向きに移動するので、閉止間際での開閉連結体１０に対するＸ軸の負の方向への負荷が軽減され完全閉止することができる。
【００５４】
図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示す第２実施例では、下部ユニットケース２に上向き凸湾曲状の下部案内部材３１をヒンジ部４側から開放端部側に延びるように配置し、上部ユニットケース３にはそれを閉じた状態で直線状且つ水平状の上部案内部材３２をヒンジ部４側から開放端部側に延びるように配置する。そして、開閉連結体３３は下向き三角形状のフレーム３４を有する。フレーム３４の下端には第１回転体３５が回転可能に装着され、フレーム３４の上辺には第２回転体３６と第３回転体３７とがそれぞれ回転可能に装着されている。そして、ユーザーが上部ユニットケース３を下部ユニットケース２に対して開放する動作につれて、開閉連結体３３が上下両案内部材３１、３２に沿って開放端部側からヒンジ部４に近づく方向に順次移動するように構成されている。また、上部ユニットケース３を下部ユニットケース２に対して閉止する動作につれて、開閉連結体３３が上下両部材３１、３２に沿ってヒンジ部４側から開放端部に近づく方向に順次移動するように構成されている。この閉止するときは、第１回転体３５は下部案内部材３１のレール溝下面に接触して転がり、第２回転体３６と第３回転体３７とは上部案内部材３２のレール溝上面に接触して転がる。各回転体３５〜３７と上下両案内部材３１、３２の構成は第１実施例と同じである。上部ユニットケース３を下部ユニットケース２に対して閉止した状態では、下部案内部材と上部案内部材とはその一部が、当該両案内部材の延びる方向からの投影視でユニットケースの高さ方向において重なっている。また、紐体２４を有するケース２３を上部ユニットケース３のヒンジ部４に近い側に固定し、紐体２４の自由端をフレーム３４に連結して、開閉連結体３３にヒンジ部４方向への負荷を作用させている。
【００５５】
この構成により、図８に示すように、上部ユニットケース３の自重ｍｇ（垂直方向）が重心Ｇに作用し、閉止するときには、上部ユニットケース３の自由端側等の任意の個所にて（荷重Ｗ）の力で上部ユニットケース３をユーザーが手で押下しているとする。
【００５６】
そして、開閉連結体３３の第２及び第３回転体３６、３７上部ユニットケース３を支えているものとし、これらの荷重をただ１つの第１回転体３５にて支える。上向き凸湾曲状の下部案内部材３１のレール溝の下案内面に第１回転体３５が接触している位置（接点Ｐ）が原点ＯからＸ軸方向に所定の距離だけ離間しているものとする。開閉連結体３３の第２回転体３６及び第３回転体３７はＸ軸と平行な上部案内部材３２に沿って移動可能であるとする。その場合、接点ＰはＸ軸線上に位置するものとする。接点Ｐにおける下部案内部材３１の接線ＴとＸ軸とのなす角度ｋとする。
【００５７】
接点Ｐにおけるｘ軸の正方向の力Ｓとすると、Ｓ＝（上部ユニットケース３の自重と荷重ＷとによるＸ軸方向成分）−（上部ユニットケース３の自重と荷重Ｗとによる下部案内部材３１の個所での摩擦力のＸ軸方向成分）−（開閉連結体３３に作用する負荷のＸ軸方向成分）となる。ここで、（開閉連結体３３に作用する負荷のＸ軸方向成分）＝Ｎとし、下部案内部材３１と第１回転体３５との静止摩擦係数をμとする。
【００５８】
従って、Ｓ＝（Ｆ＊sin ｋ）−（μ＊Ｆ＊ cosｋ）−Ｎ となる。しかして、これは第１実施例の式（２）と同じであるから、第２実施例の構成でも、第１実施例と同様の作用効果を奏することができる。
【００５９】
本発明は上記の実施形態の他、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態を採用することができる。即ち、上部案内部材や下部案内部材が直線状であるとき、上部ユニットケースが閉止状態のときに水平状である必要はなく、開放端部側に向かって下向きまたは上向きの傾斜状配置であっても良い。また、上下ユニットケースは、画像記録装置の他、電気製品や家具などの什器類の本体とその蓋体に対して適用することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１画像記録装置
２下部ユニットケース
３上部ユニットケース
４ヒンジ部
６，３１下部案内部材
７，３２上部案内部材
１１フレーム
１２，３５第１回転体
１３，３６第２回転体
１４，３７第３回転体
１５下部案内部材のレール溝
１６上部案内部材のレール溝
２０凹み部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下部ユニットケースに対して、開閉回動可能に装着される上部ユニットケースの開閉装置に係り、より詳しくはその上部ユニットケースの閉止方向への動作を緩慢にできるようにした上部ユニットケースの開閉装置の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、プリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像記録装置において、給紙部、記録部等を搭載した下部ユニットケースに対して、原稿読取部を搭載した上部ユニットケースの一側をヒンジを介して開閉回動可能に装着し、メンテナンス時や紙詰まり処理などに際して上部ユニットケースを一旦大きく開いた状態から閉じるとき、閉じ終わり区間で、上部ユニットケースの回動に制動を掛ける構成が種々提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の技術では、上部ユニットケースと下部ユニットケースとをガススプリングにて連結すると共に、上部ユニットケースの下面自由端側に下向きにコイルスプリングを配置し、上部ユニットケースの閉じ終わり区間でコイルスプリングの一端が下部ユニットケースにおける受け部で支持されて、上部ユニットケースが急激に閉じるのを防止する構成が開示されている。
【０００４】
他方、特許文献２では、上部ユニットケース（カバー）の側面に下向きに突設させた円弧状のガイド部材（案内部材）には、円弧状のガイド溝が形成され、下部ユニットケース（筐体）の一側に設けたボルト軸をガイド溝に挿通すると共に、このボルトの頭とバネ材にて案内部材を挟み付けすることにより、上部ユニットケースの任意の回動角度で位置保持できるように構成し、さらに、上部ユニットケースが下部ユニットケースに対して閉止位置では、下部ユニットケースに設けたトーションスプリングにて上部ユニットケースを上向き付勢する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１1-３８７１４号公報（図１及び図２参照）
【特許文献２】実公平１−２９８１５号公報（第３図及び第６図参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献 1及び２の開閉装置では、部品点数が多く、且つガススプリングなどの寸法の大きい部品が必要となる。上部ユニットケースを下部ユニットケースに対して閉じるときの速度を緩慢にするために、ガススプリングに代えて直線状のオイルダンパーを設けたり、ヒンジ部にロータリオイルダンパーを付加することも考えられるが、このようにすると、開閉装置の構成がますます複雑になったり、下部ユニットケース等の製品全体に占める開閉装置の割合が大きくなり、製品が大型化するという問題があった。
【０００７】
本発明は、開閉装置の構成部品の簡素化及び小型化を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明の上部ユニットケースの開閉装置は、下部ユニットケースと上部ユニットケースとを一側に設けたヒンジ部を介して上下開閉回動可能に装着し、前記下部ユニットケースには下部案内部材を前記ヒンジ部側から開放端部側に延びるように備え、前記上部ユニットケースには上部案内部材を、前記ヒンジ部側から開放端部側に延びるように備え、前記下部案内部材と前記上部案内部材とは、その一方が凸湾曲状に形成され、他方が直線状に形成され、前記下部案内部材と上部案内部材とに移動可能に連結される開閉連結体を有し、前記上部ユニットケースを前記下部ユニットケースに対して開放する動作につれて、前記開閉連結体が前記上下両部材に沿って前記開放端部側から前記ヒンジ部側に順次移動し、前記上部ユニットケースを前記下部ユニットケースに対して閉止する動作につれて、前記開閉連結体が前記上下両部材に沿って前記ヒンジ部側から前記開放端部側に順次移動するように構成されているものである。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の上部ユニットケースの開閉装置において、前記下部案内部材は直線状であり、前記上部案内部材は下向き凸湾曲状に形成され、
前記開閉連結体は、１つの回転体が前記上部案内部材に沿って移動可能に設けられ、２つの回転体が前記下部案内部材に沿って移動可能に設けられているものである。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の上部ユニットケースの開閉装置において、前記上部案内部材は直線状であり、前記下部案内部材は上向き凸湾曲状に形成され、
前記開閉連結体は、１つの回転体が前記下部案内部材に沿って移動可能に設けられ、２つの回転体が前記上部案内部材に沿って移動可能に設けられているものである。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の上部ユニットケースの開閉装置において、前記開閉連結体は、前記 3つの回転体の軸中心を結ぶ形状が三角形に形成され、前記１つの回転体が前記上部案内部材との接点で受ける力の方向が前記２つの回転体の間にあるように構成されているものである。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項２または４に記載の上部ユニットケースの開閉装置において、前記１つの回転体の上側部位が前記上部案内部材と接触する位置が、前記１つの回転体の軸中心よりも前記ヒンジ部に近い側に位置するように、前記上部案内部材が形成されているものである。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項２または４または５のいずれかに記載の上部ユニットケースの開閉装置において、前記開閉連結体が前記上下部案内部材のいずれの位置にあるときでも、前記上部ユニットケースの自重及びこの上部ユニットケースに付加される押圧力の合力の前記１つの回転体位置での水平方向成分の大きさは、前記押圧力の鉛直成分と前記開閉連結体の自重による水平方向の摩擦力の大きさと、前記開閉連結体に作用する抵抗力の水平成分の大きさとの和より大きいかまたは等しくなるように設定され、且つ前記押圧力を解除すると、前記上部ユニットケースの開閉姿勢が保持されるように構成したものである。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、請求項２また３に記載の上部ユニットケースの開閉装置において、前記上部ユニットケースを前記下部ユニットケースに対して閉止終了状態となる時の前記開閉連結体における前記２つの回転体のうちヒンジ部から遠い側の回転体が前記下部または上部案内部材の凹み部に嵌まり停止するように構成されているものである。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、請求項２乃至７のいずれかに記載の上部ユニットケースの開閉装置において、前記上下両案内部材には、それぞれ前記各回転体がその中心軸方向に脱落不能とするガード辺が形成されているものである。
【００１６】
請求項９に記載の発明は、前記上下ユニットケースの閉止状態において、前記下部案内部材と上部案内部材とはその一部が、当該両案内部材の延びる方向からの投影視でユニットケースの高さ方向において重なるものである。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に記載の発明によれば、下部ユニットケースには下部案内部材をヒンジ部側から開放端部側に延びるように備え、上部ユニットケースには上部案内部材を、前記ヒンジ部側から開放端部側に延びるように備え、前記下部案内部材と前記上部案内部材とは、その一方が凸湾曲状に形成され、他方が直線状に形成され、前記下部案内部材と上部案内部材とに移動可能に連結される開閉連結体を有し、前記上部ユニットケースを前記下部ユニットケースに対して開放する動作につれて、前記開閉連結体が前記上下両部材に沿って前記開放端部側から前記ヒンジ部側に順次移動し、前記上部ユニットケースを前記下部ユニットケースに対して閉止する動作につれて、前記開閉連結体が前記上下両部材に沿って前記ヒンジ部側から前記開放端部側に順次移動するように構成されているものである。
【００１８】
従って、上部ユニットケースを閉じ動作する方向に負荷（荷重）を掛けるときのみ、開閉連結体がヒンジ部から離間する方向に移動し、且つその移動速度は増大しないので、ゆっくり閉めることができる。他方、上部ユニットケースを開くときには、逆に軽快に開くことができる。そして、そのための構成が、下部案内部材または上部案内部材のいずれか一方が凸湾曲状に形成され、他方が直線状に形成され、この両案内部材に沿って移動可能に連結される開閉連結体だけであるので、構造がシンプル且つ小型化することができるという効果を奏する。
【００１９】
請求項２及び請求項４に記載の発明によれば、１つの回転体が前記上部案内部材に沿って移動可能に設けられ、前記１つの回転体が前記上部案内部材との接点で受ける力の方向が前記下部案内部材に沿って移動する前記２つの回転体の間にあるように構成されているものであるので、開閉連結体の姿勢が保持され安定して両案内部材に沿って移動させることが容易となる。
【００２０】
請求項３に記載の発明によれば、上部案内部材が直線状であるので、湾曲状である場合に比べて上部ユニットケースの高さを低くすることができる。従って、装置全体をコンパクトに形成できるという効果を奏する。
【００２１】
請求項５に記載の発明によれば、前記１つの回転体の上側部位が前記上部案内部材と接触する位置が、前記１つの回転体の軸中心よりも前記ヒンジ部に近い側に位置するように、前記上部案内部材が形成されているものであるので、上部ユニットケースの自重と下向き押圧力の水平方向成分が作用し、上部案内部材の所定の下向き凸湾曲状の形状にて開閉連結体を閉止方向に移動させることができる。
【００２２】
請求項６に記載の発明によれば、開閉連結体が前記上下部案内部材のいずれの位置にあるときでも、ユーザーが下向き押圧力を作用させない限り、上部ユニットケースが閉止方向に移動せず、ユーザーが上部ユニットケースから手を離した時不用意に閉止しないから安全であるという効果を奏する。
【００２３】
請求項７に記載の発明によれば、前記上部ユニットケースを前記下部ユニットケースに対して閉止終了状態となる時の前記開閉連結体における前記２つの回転体のうちヒンジ部から遠い側の回転体が前記下部または上部案内部材の凹み部に嵌まることで停止するから、閉止終了時の上部ユニットケースが下部ユニットケースに対して完全に閉まりきることができる効果を有する。また、最後に凹みにはまり込む感触により上部ユニットケースが完全に閉まっていることを感覚で認知することが可能となる。
【００２４】
請求項８に記載の発明によれば、上下両案内部材には、それぞれ前記各回転体がその中心軸方向に脱落不能とするガード辺が形成されているから、開閉連結体が不用意に外れることがなく安全であるという効果を奏する。
【００２５】
請求項９に記載の発明によれば、下部ユニットケースに対して上部ユニットケースを閉止した状態のとき、下部案内部材と上部案内部材とはその一部が、当該両案内部材の延びる方向からの投影視でユニットケースの高さ方向において重なっているので、装置全体の高さを低くすることができて、コンパクトに形成できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】（Ａ）は第１実施例の下部ユニットケースに対して上部ユニットケースが開いた途中の状態を示す斜視図、（Ｂ）は上部ユニットケースを閉じた状態の斜視図である。
【図２】（Ａ）は第１実施例の下部ユニットケースに対して上部ユニットケースが開いた途中の状態を示す概略側面図、（Ｂ）は上部ユニットケースを閉じた状態の概略側面図である。
【図３】図２（Ｂ）の III−III 線矢視拡大断面図である。
【図４】第１実施例の作用説明図である。
【図５】作用説明のためのグラフである。
【図６】上部ユニットケースを閉じる状態のとき開閉連結体を停止する例を示す概略側面図である。
【図７】下部案内部材が上向き凸湾曲状で、上部案内部材が水平且つ直線状の第２実施例を示し、（Ａ）は第１実施例の下部ユニットケースに対して上部ユニットケースが開いた途中の状態を示す概略側面図、（Ｂ）は上部ユニットケースを閉じた状態の概略側面図である。
【図８】第２実施例の作用説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の第１実施例を図１〜図４を参照して説明する。
【００２８】
本実施例の画像記録装置１は、プリンタ機能、コピー機能、スキャナ機能、ファクシミリ機能を備えた多機能装置（ＭＦＤ：Multi Function Device ）に本発明を適用したものであり、図１及び図２に示すように、画像記録装置１における合成樹脂製の下部ユニットケース２の一側部に、上部ユニットケース３はヒンジ部４を介して上下回動可能に連結されている。
【００２９】
なお、図示しないが、下部ユニットケース２内にはインクジェット式等の記録部が給紙カセットより上側に配置されており、給紙カセットから給送された用紙（被記録媒体）が、後側に着脱可能に配置されたＵターン状の搬送経路体を介して記録部に搬送され、記録後の用紙は給紙カセットの上方であって下部ユニットケース２の側面に開口した開口部から排紙されるように構成されている。給紙カセットも開口部から差込み可能に配置されている。
【００３０】
上部ユニットケース３には、コピー機能やファクシミリ機能における原稿読取などのための原稿自動送り装置及び画像読取装置と、原稿載置用ガラス板及びその上面を覆う原稿カバー体と、各種操作ボタンや液晶表示部等を備えた操作パネル部とが設けられている（共に図示せず）。
【００３１】
次に、本発明の下部ユニットケース２と上部ユニットケース３とを開閉可能とする開閉装置について説明する。両ユニットケース２及び３には、前記ヒンジ部４側から開放端部側に延びる下部案内部材６と上部案内部材７とがそれぞれ備えられている。下部案内部材６と上部案内部材７とにわたって配置され開閉連結体１０は、上部案内部材７に沿って移動可能な第１回転体１２（請求項にいう１つの回転体）と、下部案内部材６に沿って移動可能な第２回転体１３、第３回転体１４（請求項にいう２つの回転体）とが側面視三角形状等の任意形状のフレーム１１にそれぞれ回転可能に装着されたものである。第１〜第３回転体１２、１３、１４はそれぞれコロ状に形成されている。
【００３２】
第１実施例では、側面視三角形状のフレーム１１の上頂部の表面側に第１回転体１２が配置され、第２回転体１３、第３回転体１４はフレーム１１の下辺側両角部（下頂部）のうち裏面側にそれぞれ配置されている。
【００３３】
そして、ユーザーが上部ユニットケース３を下部ユニットケース２に対して開放する動作につれて、開閉連結体１０が上下両部材６、７に沿って開放端部側からヒンジ部４側に近づく方向に順次移動するように構成されている。また、上部ユニットケース３を下部ユニットケース２に対して閉止する動作につれて、開閉連結体１０が上下両部材６、７に沿ってヒンジ部４側から開放端部側に近づく方向に順次移動するように構成されている。
【００３４】
第１実施例では、下部案内部材６はヒンジ部４側から開放端部側に向かって実質的に水平状且つ直線状に延びるように形成されている。他方、上部案内部材７は、ヒンジ部４から開放端部方向に下向き凸湾曲線状に延びるように形成されている（図１（Ａ）、図１（Ｂ）、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）参照）。
【００３５】
下部案内部材６及び上部案内部材７は共に断面コ字状に形成され、第１〜第３回転体１２、１３、１４が上記各部材のレール溝１５、１６内に沿って転がるように構成されている。下部案内部材６は下部ユニットケース２の上面２ａに設けられ、溝１５は下部ユニットケース２の側方の外面に向かって開口するように配置されている。上部案内部材７は上部ユニットケース３の側面板３ａの内面にて溝１６が内向きに開口するように配置されている（図３参照）。上部ユニットケース３が下部ユニットケース２に対して閉止された状態で、下向き凸湾曲状の上部案内部材７の中途部が下部ユニットケース２と干渉しないように、側面板３ａ及び上部案内部材７は下部ユニットケース２の側面板２ｂよりも外側に位置している（図３参照）。また、上部ユニットケース３に設けられた当接ブロック１７が下部ユニットケース２の上面２ａの当接部に当たることで、上部ユニットケース３の閉止位置が決まり、それ以上下降動しない。このとき、側面板３ａの下端縁３a1の一部が下部ユニットケース２の側面板２ｂと投影視で重なることになる（図２（Ｂ）の二点鎖線状態参照）。
【００３６】
さらに、第１回転体１２がその中心軸方向に上部案内部材７のレール溝１６から脱落しないように、また、第２、第３回転体１３、１４がその中心軸方向にそれぞれ下部案内部材６のレール溝１５から脱落しないように、レール溝１５、１６には各回転体の外周部位を囲むための上下のガード辺１８、１９が一体的に突出形成されている（図３参照）。
【００３７】
次に、開閉装置における開閉連結体１０の動作について説明する。図４（Ａ）のように上部ユニットケース３の自重ｍｇ（垂直方向）が重心Ｇ（ヒンジ部４の位置（原点Ｏ）から距離ａだけ離間した位置）に作用し、上部ユニットケース３の任意の個所、例えば自由端側で原点Ｏから距離ｂだけ離間した位置にて（荷重Ｗ）の力で上部ユニットケース３をユーザーが手で押下しているとする。また、原点Ｏから重心Ｇ及び荷重Ｗを通る直線がＸ軸となす角度（２π−θ）とする。
【００３８】
そして、開閉連結体１０の第１回転体１２にて上部ユニットケース３を支えているものとし、上部案内部材７のレール溝１６の上案内面に第１回転体１２が接触している位置（接点Ｐ）が原点ＯからＸ軸方向に距離ｄだけ離間しているものとする。開閉連結体１０の第２回転体１３及び第３回転体１４はＸ軸と平行な下部案内部材６のレール溝１５の下案内面に沿って移動可能であるとする。その場合、接点ＰはＸ軸線上に位置するものとする。接点Ｐにおける上部案内部材７のレール溝１６の上摺接面との接線ＴとＸ軸とのなす角度ｋとすると、ｋ＝α−θとなる。なお、接点ＰがＸ軸上にない場合（図５（Ｂ）参照）には、角度ｋ，α，θの関係は、ｋ＝２π−θ＝α−θとなる。
【００３９】
また、上部案内部材７が下向き凸湾曲状であるときは、接点Ｐは第１回転体１２の中心軸よりもヒンジ部４に近い側に位置することはあきらかである。
【００４０】
接点Ｐにおける支持反力Ｆとするとき、ヒンジ部４（原点Ｏ）まわりのモーメントの釣り合い式は、ａ＊ｍｇ＊ cos（２π−θ）＋Ｗ＊ｂ＝ｄ＊Ｆ＊ cosｋとなる。（＊は乗算の記号です。） cos（２π−θ）＝ cosθとなるから、
Ｆ＝［ａ＊ｍｇ＊ cosθ＋Ｗ＊ｂ］／［ｄ＊ cosｋ］ ‥‥式（１）
接点Ｐにおけるｘ軸の正方向の力Ｓとすると、Ｓ＝（上部ユニットケース３の自重と荷重ＷとによるＸ軸方向成分）−（上部ユニットケース３の自重と荷重Ｗとによる上部案内部材７の個所での摩擦力のＸ軸方向成分）−（開閉連結体１０に作用する負荷のＸ軸方向成分）となる。ここで、（開閉連結体１０に作用する負荷のＸ軸方向成分）＝Ｎとし、上部案内部材７と第１回転体１２との静止摩擦係数をμとする。
【００４１】
従って、Ｓ＝（Ｆ＊sin ｋ）−（μ＊Ｆ＊ cosｋ）−Ｎ ‥‥式（２）
となる。
【００４２】
なお、開閉連結体１０に作用する負荷は、例えば、開閉連結体１０が下部ユニットケース２の下部案内部材６に沿って移動するときの摩擦力やブレーキ力、もしくは、回転体１２（１３、１４）と両案内部材６、７の側面との接触摩擦力や回転体１２（１３、１４）の回転を停止させるブレーキ機構などによるものである。
【００４３】
本実施例では、円筒状のケース２３内にぜんまいばね（渦巻きバネ）の基端を固定し、このぜんまいばねの自由端にワイヤなどの可撓性を有する紐体２４の基端を連結し、このぜんまいばねに予め巻き締め方向の力を与えて、紐体２４の大部分がケース２３内に巻き込まれるように付勢した付勢手段を利用し、ケース２３をヒンジ部４に近い側の下部ユニットケース２内に固定し、紐体２４の自由端を開閉連結体１０のフレーム１１に連結して、開閉連結体１０にヒンジ部４向かうような付勢力を与える構成とする（図２（Ａ）及び図２（Ｂ）参照）。その他、テレスコピック型の油圧またはガスシリンダを下部ユニットケース２内に固定し、そのピストンロッドの先端をフレーム１１に連結して、開閉連結体１０にヒンジ部４に向かうような付勢力を与える構成としても良い。
【００４４】
式（２）に式（１）を代入してＳの値を求めると、
Ｓ＝［ｂ＊（ sinｋ−μ＊cos ｋ）／（ｄ＊cos ｋ）］Ｗ＋
［ａ＊ｍｇ＊ cosθ＊（ sinｋ−μ＊cos ｋ）］／（ｄ＊ cosｋ）−Ｎ‥‥式（３）となる。
【００４５】
ここで、Ｕ＝［ｂ＊（ sinｋ−μ＊ cosｋ）／（ｄ＊ cosｋ）］とし、
Ｖ＝ａ＊mg＊cosθ＊Ｕ／ｂと示せる。Ｕ及びＶは、上部ユニットケース３の
自重や第１回転体１２の位置が決まると定まる定数であるから、関数ＳはＷの一次関数となる。
【００４６】
即ち、式（３）の関数は、Ｓ（Ｗ）＝Ｕ＊Ｗ＋（Ｖ−Ｎ） ‥‥式（４）となる。
【００４７】
図５のグラフに示すように、横軸にＷを採り、縦軸にＳを採る。そして、Ｗを作用させること（Ｗ≧０）で、任意の位置の開閉連結体１０が閉止方向に動き始める条件（Ｓ≧０）を検討してみると、Ｕは正値であることが必要であり、ｗ１＝（Ｖ−Ｎ）≧０の条件を満足すべきである。Ｕが負であるとＶも負となり上部ユニットケース３は食いついて動かない。またＵが正で、ｗ１が負であると、開閉連結体１０（移動体）に常に正方向に力が掛かるため、上部ユニットケース３は手を放しても保持することができない。
【００４８】
以上のように、本実施例では、上部案内部材７を下向き凸湾曲状に形成する一方、下部案内部材を水平且つ直線状に形成し、その間を開閉連結体１０が移動可能となるように構成すれば、ユーザーが上部ユニットケース３の任意の個所に下向きのＷという押圧力を作用させるとき、開閉連結体１０が閉止方向（ヒンジ部４から離間する方向）に移動し、上記押圧力を作用させない（つまり押圧しない）時には、開閉連結体１０が任意の位置で停止することができる。従って、従来のように、下部ユニットケース２に対して上部ユニットケース３を閉止する終端区間で、上部ユニットケース３の閉止方向への回動速度が急激に増大し、下部ユニットケース２に対して上部ユニットケース３が衝突して大きな異音を発生させたりすることがなく、その衝撃により前記装置本体内の部品の位置ずれ、衝突面の部材の破損などの不都合を防止することができる。
【００４９】
また、押圧力Ｗの大きさをユーザーが加減することにより、上部ユニットケース３が閉止位置方向に閉まり回動する動きを緩めることができるという効果を奏する。
【００５０】
そして、開閉連結体１０は三角形状のフレーム１１を有し、このフレーム１１の三角形の頂部近傍に設けられた第１回転体１２が上部案内部材７との接点Ｐで受ける力の方向がフレーム１１の三角形の底辺側頂部近傍に設けられた第２回転体１３と第３回転体１４との間にあるように構成されているものであるので、開閉連結体１０の姿勢が保持され安定して両案内部材６、７に沿って移動させることが容易となる。
【００５１】
なお、上部案内部材７の下向き凸湾曲線を所定の形状に設定することにより、上部ユニットケース３の開き角度の大小に拘らず、ユーザーによる下向き押圧力Ｗを一定にできるようにすることもできる。
【００５２】
なお、本発明では、下部ユニットケース２に対して上部ユニットケース３を開放させるには、ユーザーが上部ユニットケース３の自由端等に上向き力を作用させることで、開閉連結体１０が下部案内部材６と上部案内部材７に沿ってヒンジ部４に近づくように移動し、上記上向き力の作用を中止させると、その位置で開閉連結体１０が停止し、上部ユニットケース３の開き角度を保持することができる。
【００５３】
図６は、下部案内部材６における下案内面のうちヒンジ部４から離間した位置に設けられた凹み部２０であり、下部ユニットケース２に対する上部ユニットケース３の閉止位置において開閉連結体１０が存在する位置での第３回転体１４を凹み部２０に下向きに嵌める。この嵌め込みにより、第２回転体１３を中心に第１回転体１２と第３回転体１４が下向きに移動するので、閉止間際での開閉連結体１０に対するＸ軸の負の方向への負荷が軽減され完全閉止することができる。
【００５４】
図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示す第２実施例では、下部ユニットケース２に上向き凸湾曲状の下部案内部材３１をヒンジ部４側から開放端部側に延びるように配置し、上部ユニットケース３にはそれを閉じた状態で直線状且つ水平状の上部案内部材３２をヒンジ部４側から開放端部側に延びるように配置する。そして、開閉連結体３３は下向き三角形状のフレーム３４を有する。フレーム３４の下端には第１回転体３５が回転可能に装着され、フレーム３４の上辺には第２回転体３６と第３回転体３７とがそれぞれ回転可能に装着されている。そして、ユーザーが上部ユニットケース３を下部ユニットケース２に対して開放する動作につれて、開閉連結体３３が上下両案内部材３１、３２に沿って開放端部側からヒンジ部４に近づく方向に順次移動するように構成されている。また、上部ユニットケース３を下部ユニットケース２に対して閉止する動作につれて、開閉連結体３３が上下両部材３１、３２に沿ってヒンジ部４側から開放端部に近づく方向に順次移動するように構成されている。この閉止するときは、第１回転体３５は下部案内部材３１のレール溝下面に接触して転がり、第２回転体３６と第３回転体３７とは上部案内部材３２のレール溝上面に接触して転がる。各回転体３５〜３７と上下両案内部材３１、３２の構成は第１実施例と同じである。上部ユニットケース３を下部ユニットケース２に対して閉止した状態では、下部案内部材と上部案内部材とはその一部が、当該両案内部材の延びる方向からの投影視でユニットケースの高さ方向において重なっている。また、紐体２４を有するケース２３を上部ユニットケース３のヒンジ部４に近い側に固定し、紐体２４の自由端をフレーム３４に連結して、開閉連結体３３にヒンジ部４方向への負荷を作用させている。
【００５５】
この構成により、図８に示すように、上部ユニットケース３の自重ｍｇ（垂直方向）が重心Ｇに作用し、閉止するときには、上部ユニットケース３の自由端側等の任意の個所にて（荷重Ｗ）の力で上部ユニットケース３をユーザーが手で押下しているとする。
【００５６】
そして、開閉連結体３３の第２及び第３回転体３６、３７上部ユニットケース３を支えているものとし、これらの荷重をただ１つの第１回転体３５にて支える。上向き凸湾曲状の下部案内部材３１のレール溝の下案内面に第１回転体３５が接触している位置（接点Ｐ）が原点ＯからＸ軸方向に所定の距離だけ離間しているものとする。開閉連結体３３の第２回転体３６及び第３回転体３７はＸ軸と平行な上部案内部材３２に沿って移動可能であるとする。その場合、接点ＰはＸ軸線上に位置するものとする。接点Ｐにおける下部案内部材３１の接線ＴとＸ軸とのなす角度ｋとする。
【００５７】
接点Ｐにおけるｘ軸の正方向の力Ｓとすると、Ｓ＝（上部ユニットケース３の自重と荷重ＷとによるＸ軸方向成分）−（上部ユニットケース３の自重と荷重Ｗとによる下部案内部材３１の個所での摩擦力のＸ軸方向成分）−（開閉連結体３３に作用する負荷のＸ軸方向成分）となる。ここで、（開閉連結体３３に作用する負荷のＸ軸方向成分）＝Ｎとし、下部案内部材３１と第１回転体３５との静止摩擦係数をμとする。
【００５８】
従って、Ｓ＝（Ｆ＊sin ｋ）−（μ＊Ｆ＊ cosｋ）−Ｎ となる。しかして、これは第１実施例の式（２）と同じであるから、第２実施例の構成でも、第１実施例と同様の作用効果を奏することができる。
【００５９】
本発明は上記の実施形態の他、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態を採用することができる。即ち、上部案内部材や下部案内部材が直線状であるとき、上部ユニットケースが閉止状態のときに水平状である必要はなく、開放端部側に向かって下向きまたは上向きの傾斜状配置であっても良い。また、上下ユニットケースは、画像記録装置の他、電気製品や家具などの什器類の本体とその蓋体に対して適用することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１画像記録装置
２下部ユニットケース
３上部ユニットケース
４ヒンジ部
６，３１下部案内部材
７，３２上部案内部材
１１フレーム
１２，３５第１回転体
１３，３６第２回転体
１４，３７第３回転体
１５下部案内部材のレール溝
１６上部案内部材のレール溝
２０凹み部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部ユニットケースと上部ユニットケースとを一側に設けたヒンジ部を介して上下開閉回動可能に装着し、
前記下部ユニットケースには下部案内部材を前記ヒンジ部側から開放端部側に延びるように備え、
前記上部ユニットケースには上部案内部材を、前記ヒンジ部側から開放端部側に延びるように備え、
前記下部案内部材と前記上部案内部材とは、その一方が凸湾曲状に形成され、他方が直線状に形成され、
前記下部案内部材と上部案内部材とに移動可能に連結される開閉連結体を有し、
前記上部ユニットケースを前記下部ユニットケースに対して開放する動作につれて、前記開閉連結体が前記上下両部材に沿って前記開放端部側から前記ヒンジ部側に順次移動し、
前記上部ユニットケースを前記下部ユニットケースに対して閉止する動作につれて、前記開閉連結体が前記上下両部材に沿って前記ヒンジ部側から前記開放端部側に順次移動するように構成されていることを特徴とする上部ユニットケースの開閉装置。
【請求項２】
前記下部案内部材は直線状であり、前記上部案内部材は下向き凸湾曲状に形成され、
前記開閉連結体は、１つの回転体が前記上部案内部材に沿って移動可能に設けられ、２つの回転体が前記下部案内部材に沿って移動可能に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の上部ユニットケースの開閉装置。
【請求項３】
前記上部案内部材は直線状であり、前記下部案内部材は上向き凸湾曲状に形成され、
前記開閉連結体は、１つの回転体が前記下部案内部材に沿って移動可能に設けられ、２つの回転体が前記上部案内部材に沿って移動可能に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の上部ユニットケースの開閉装置。
【請求項４】
前記開閉連結体は、前記３つの回転体の軸中心を結ぶ形状が三角形に形成され、
前記１つの回転体が前記上部案内部材との接点で受ける力の方向が前記２つの回転体の間にあるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の上部ユニットケースの開閉装置。
【請求項５】
前記１つの回転体の上側部位が前記上部案内部材と接触する位置が、前記１つの回転体の軸中心よりも前記ヒンジ部に近い側に位置するように、前記上部案内部材が形成されていることを特徴とする請求項２または４に記載の上部ユニットケースの開閉装置。
【請求項６】
前記開閉連結体が前記上下部案内部材のいずれの位置にあるときでも、前記上部ユニットケースの自重及びこの上部ユニットケースに付加される押圧力の合力の前記１つの回転体位置での水平方向成分の大きさは、前記押圧力の鉛直成分と前記開閉連結体の自重による水平方向の摩擦力の大きさと、前記開閉連結体に作用する抵抗力の水平成分の大きさとの和より大きいかまたは等しくなるように設定され、且つ前記押圧力を解除すると、前記上部ユニットケースの開閉姿勢が保持されるように構成したことを特徴とする請求項２または４または５のいずれかに記載の上部ユニットケースの開閉装置。
【請求項７】
前記上部ユニットケースを前記下部ユニットケースに対して閉止終了状態となる時の前記開閉連結体における前記２つの回転体のうちヒンジ部から遠い側の回転体が前記下部または上部案内部材の凹み部に嵌まり停止するように構成されていることを特徴とする請求項２また３に記載の上部ユニットケースの開閉装置。
【請求項８】
前記上下両案内部材には、それぞれ前記各回転体がその中心軸方向に脱落不能とするガード辺が形成されていることを特徴とする請求項２乃至７のいずれかに記載の上部ユニットケースの開閉装置。
【請求項９】
前記上下ユニットケースの閉止状態において、前記下部案内部材と上部案内部材とはその一部が、当該両案内部材の延びる方向からの投影視でユニットケースの高さ方向において重なることを特徴とする請求項２乃至８のいずれかに記載の上部ユニットケースの開閉装置。
【請求項１】
下部ユニットケースと上部ユニットケースとを一側に設けたヒンジ部を介して上下開閉回動可能に装着し、
前記下部ユニットケースには下部案内部材を前記ヒンジ部側から開放端部側に延びるように備え、
前記上部ユニットケースには上部案内部材を、前記ヒンジ部側から開放端部側に延びるように備え、
前記下部案内部材と前記上部案内部材とは、その一方が凸湾曲状に形成され、他方が直線状に形成され、
前記下部案内部材と上部案内部材とに移動可能に連結される開閉連結体を有し、
前記上部ユニットケースを前記下部ユニットケースに対して開放する動作につれて、前記開閉連結体が前記上下両部材に沿って前記開放端部側から前記ヒンジ部側に順次移動し、
前記上部ユニットケースを前記下部ユニットケースに対して閉止する動作につれて、前記開閉連結体が前記上下両部材に沿って前記ヒンジ部側から前記開放端部側に順次移動するように構成されていることを特徴とする上部ユニットケースの開閉装置。
【請求項２】
前記下部案内部材は直線状であり、前記上部案内部材は下向き凸湾曲状に形成され、
前記開閉連結体は、１つの回転体が前記上部案内部材に沿って移動可能に設けられ、２つの回転体が前記下部案内部材に沿って移動可能に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の上部ユニットケースの開閉装置。
【請求項３】
前記上部案内部材は直線状であり、前記下部案内部材は上向き凸湾曲状に形成され、
前記開閉連結体は、１つの回転体が前記下部案内部材に沿って移動可能に設けられ、２つの回転体が前記上部案内部材に沿って移動可能に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の上部ユニットケースの開閉装置。
【請求項４】
前記開閉連結体は、前記３つの回転体の軸中心を結ぶ形状が三角形に形成され、
前記１つの回転体が前記上部案内部材との接点で受ける力の方向が前記２つの回転体の間にあるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の上部ユニットケースの開閉装置。
【請求項５】
前記１つの回転体の上側部位が前記上部案内部材と接触する位置が、前記１つの回転体の軸中心よりも前記ヒンジ部に近い側に位置するように、前記上部案内部材が形成されていることを特徴とする請求項２または４に記載の上部ユニットケースの開閉装置。
【請求項６】
前記開閉連結体が前記上下部案内部材のいずれの位置にあるときでも、前記上部ユニットケースの自重及びこの上部ユニットケースに付加される押圧力の合力の前記１つの回転体位置での水平方向成分の大きさは、前記押圧力の鉛直成分と前記開閉連結体の自重による水平方向の摩擦力の大きさと、前記開閉連結体に作用する抵抗力の水平成分の大きさとの和より大きいかまたは等しくなるように設定され、且つ前記押圧力を解除すると、前記上部ユニットケースの開閉姿勢が保持されるように構成したことを特徴とする請求項２または４または５のいずれかに記載の上部ユニットケースの開閉装置。
【請求項７】
前記上部ユニットケースを前記下部ユニットケースに対して閉止終了状態となる時の前記開閉連結体における前記２つの回転体のうちヒンジ部から遠い側の回転体が前記下部または上部案内部材の凹み部に嵌まり停止するように構成されていることを特徴とする請求項２また３に記載の上部ユニットケースの開閉装置。
【請求項８】
前記上下両案内部材には、それぞれ前記各回転体がその中心軸方向に脱落不能とするガード辺が形成されていることを特徴とする請求項２乃至７のいずれかに記載の上部ユニットケースの開閉装置。
【請求項９】
前記上下ユニットケースの閉止状態において、前記下部案内部材と上部案内部材とはその一部が、当該両案内部材の延びる方向からの投影視でユニットケースの高さ方向において重なることを特徴とする請求項２乃至８のいずれかに記載の上部ユニットケースの開閉装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−２２７４８０（Ｐ２０１１−２２７４８０Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６７２５５（Ｐ２０１１−６７２５５）
【出願日】平成２３年３月２５日（２０１１．３．２５）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２５日（２０１１．３．２５）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
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