专利名称：上部单元外壳的开关装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种能够相对于下部单元外壳开关转动地安装的上部单元外壳的开
关装置。
背景技术：
以往，在打印机、传真机、复印机等图像记录装置中，在配置有供纸部、记录部等的下部单元外壳上，经由铰链可开关转动地安装配置有原稿读取部的上部单元外壳。在上述结构的图像记录装置中，在相对于下部单元外壳关闭上部单元外壳的末端区间，产生上部单元外壳向关闭方向的转速急剧加快而导致上部单元外壳与下部单元外壳发生碰撞而产生很大的噪音、用户手指被夹住、部件损伤等缺陷。为了解决上述问题，提出了将上部单元外壳从大幅打开的状态关闭时在关闭结束区间对上部单元外壳的转动施加制动的各种结构。例如，在专利文献1所公开的技术中，上部单元外壳和下部单元外壳通过气弹簧进行连接，并且在上部单元外壳的下表面自由端侧朝下配置螺旋弹簧，在上部单元外壳的关闭结束区间，螺旋弹簧的一端被下部单元外壳上的接触部支撑，从而防止上部单元外壳急剧地关闭。另外，在专利文献2中公开了如下技术，在上部单元外壳(盖)的侧面上朝下突出设置的圆弧状的引导部件上，形成有圆弧状的引导槽，将下部单元外壳(框体)的一侧上所设置的螺栓轴插通到引导槽中，并且用该螺栓的顶部和弹簧部件夹着引导部件，从而上部单元外壳可保持在任意的角度位置，并且在上部单元外壳相对于下部单元外壳关闭的位置，通过下部单元外壳上所设置的扭簧对上部单元外壳向上施力。专利文献1 日本特开平11-38714号公报(参照该公报的图1及图2)专利文献2 日本实公平1-29815号公报(参照该公报的图3及图6)但是，在专利文献1及2的开关装置中，部件数量多，并且需要气弹簧等尺寸大的部件。为了减缓上部单元外壳向下部单元外壳关闭时的速度，虽然可以考虑设置直线状的油压减震器来代替气弹簧，或者在铰链部增设旋转式油压减震器，但此时开关装置的结构复杂，或者下部单元外壳等产品整体中开关装置所占的比例增大，存在产品大型化的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种开关装置，能够防止上部单元外壳向关闭方向的转速急剧加快而导致上部单元外壳与下部单元外壳发生碰撞而产生很大的噪音、用户手指被夹住、部件损伤等，并且能够实现构成部件的简化及小型化。为了实现上述目的，本发明的一种开关装置，具备下部单元外壳；上部单元外壳，位于上述下部单元外壳的上部，相对于上述下部单元外壳开关；铰链部，连接上述下部单元外壳与上述上部单元外壳，使之能够上下开闭转动；下部引导部件，位于上述下部单元外壳，从上述下部单元外壳的基端侧延伸到前端侧；上部引导部件，位于上述上部单元外壳，从上述上部单元外壳的基端侧延伸到前端侧；以及开关连接体，包括第一旋转体、第二旋转体及连接部，上述连接部连接上述第一旋转体与上述第二旋转体，随着相对于上述下部单元外壳打开上述上部单元外壳，上述开关连接体沿着上述上部引导部件及上述下部引导部件从上述前端侧移动到上述基端侧，随着相对于上述下部单元外壳关闭上述上部单元外壳，上述开关连接体沿着上述上部引导部件及上述下部引导部件从上述基端侧移动到上述前端侧。根据本发明的开关装置，能够防止上部单元外壳向关闭方向的转速急剧加快而导致上部单元外壳与下部单元外壳发生碰撞而产生很大的噪音、用户手指被夹住、部件损伤等，并且能够实现构成部件的简化及小型化。
图1 (A)是表示第1实施例的上部单元外壳相对于下部单元外壳打开中的状态的简要侧视图，图I(B)是关闭上部单元外壳的状态的简要侧视图。图2是图I(A)的II-II箭头扩大剖视图。图3是开关连接体的局部及施力单元的侧视图。图4是第1实施例的原理说明图。图5是用于说明原理的图表。图6(A)是表示第3实施例的上部单元外壳相对于下部单元外壳打开中的状态的透视图，图6(B)是关闭上部单元外壳的状态的透视图。图7(A)是表示第3实施例的上部单元外壳相对于下部单元外壳打开中的状态的简要侧视图，图7(B)是关闭上部单元外壳的状态的简要侧视图。图8是图7(B)的III-III箭头放大剖视图。图9是第3实施例的原理说明图。图10是表示关闭上部单元外壳的状态中停止开关连接体的例的简要侧视图。图11表示下部引导部件呈上凸弯曲状，上部引导部件呈水平且直线状的第4实施例，(A)是表示第4实施例的上部单元外壳相对于下部单元外壳打开中的状态的简要侧视图，(B)是关闭上部单元外壳的状态的简要侧视图。图12是第4实施例的原理说明图。
具体实施例方式参照图1至图4对本发明的第1实施例进行说明。本实施例的图像记录装置1将本发明适用于具有打印功能、复印功能、扫描功能、 传真功能的多功能装置(MFD =Multi Function Device)，如图1 (A)和图I(B)所示，在图像记录装置1中，上部单元外壳3通过铰链部4连接到由合成树脂制成的下部单元外壳2的一侧部，并能够上下转动。此外，虽未图示，但在下部单元外壳2内，喷墨式等记录部配置在供纸盒的上侧， 从供纸盒传送的纸张(记录介质)经由可装拆地配置在后侧的U旋转状的传送路径体传送到记录部，记录后的纸张从供纸盒的上方且在下部单元外壳2的侧面开口的开口部排纸。 供纸盒被配置为能从开口部插入。
在上部单元外壳3中设有用于在复印功能、传真功能中读取原稿等的原稿自动传送装置及图像读取装置；原稿放置用玻璃板及盖住其上表面的原稿盖体；具备各种操作按扭、液晶显示部等的操作面板部(均未图示)。接着，对能够开关本发明的下部单元外壳2和上部单元外壳3的开关装置进行说明。两个单元外壳2和3分别具有从上述铰链部4侧延伸到打开端部侧的下部引导部件6 和上部引导部件7。横跨下部引导部件6和上部引导部件7而配置的开关连接体10构成为能够沿着上部引导部件7移动的第一旋转体12和能够沿着下部引导部件6移动的第二旋转体13分别能够旋转地安装在一个支轴14上，该支轴14固定在任意形状的框架11上。 图4中省略了第一旋转体12的图示。在第1实施例中，下部引导部件6从铰链部4侧向打开端部侧实质上延伸为水平状且直线状。另一方面，上部引导部件7从铰链部4向打开端部方向延伸为下凸弯曲线状 (参照图1(A)、图1(B))。上部引导部件7在上部单元外壳3的侧面板的内表面被配置为引导槽23向内开口(参照图2(A)和图2(B))。在上部单元外壳3相对于下部单元外壳2关闭的状态中，上部引导部件7位于下部单元外壳2的下部引导部件6的外侧，以防下凸弯曲状的上部引导部件7的中途部干扰下部单元外壳2。如图2(A)和图2(B)所示，作为嵌入支轴14的轴线方向的中央部的由橡胶等制成的摩擦系数较大的摩擦部件的圆盘状的制动部件15被粘合剂等固定，以防相对于框架11 或支轴14旋转。第一旋转体12和第二旋转体13夹着框架11及制动部件15配置在两侧。第一旋转体12配置为两个大径辊部12a、12b夹着小径辊部12c，并通过粘合剂等固定，从而一体地旋转。同样地，第二旋转体13也配置为两个大径辊部13a、13b夹着小径辊部13c，并通过粘合剂等固定，从而一体地旋转。此外，构成小径辊部12c、13c的材料的摩擦系数小于构成大径辊部12a、12b、13a、13b的材料的摩擦系数。如图2(A)和图2(B)所示，下部引导部件6形成在下部单元外壳2的侧面上侧，由上下尺寸略大于第二旋转体13的两个大径辊部13a、13b的直径的引导槽20和在该引导槽 20之间从上下相对地突出的突条部21、22构成。引导槽20的上下引导面20a、20b与两个大径辊部13a、13b的外周面相对，上下突条部21、22与小径辊部13c的外周面相对。同样地，上部引导部件7形成在上部单元外壳3的侧板内表面，由上下尺寸略大于第一旋转体12的两个大径辊部12a、12b的直径的引导槽23和从在该引导槽23之间上下相对地突出的突条部24、25构成。引导槽23的上下引导面23a、23b与两个大径辊部12a、 12b的外周面相对，上下突条部24、25与小径辊部12c的外周面相对。第一旋转体12及第二旋转体13中，同一轴(支轴14)上的两个大径辊部12a、 12b(13a、13b)夹着小径辊部12c(13c)而相隔配置，上部引导部件7的上下侧引导面23a、 23b具有的突条部24、25与小径辊部12c相对地突出形成，并且下部引导部件6的上下侧引导面20a、20b所具有的突条部21、22与小径辊部13c相对地突出形成，因而进行上部单元外壳的开关动作时，防止大径辊部12a、12b (13a、13b)沿轴线方向移动，不会导致各旋转体 12,13分别沿其中心轴方向相对于上下两个引导部件7、6脱落，开关连接体10不会因不小心而脱落，而变得更安全。并且，随着用户相对于下部单元外壳2打开上部单元外壳3的动作，开关连接体10沿着上下两个部件6、7从打开端部侧向接近铰链部4侧的方向逐渐移动。并且，随着相对于下部单元外壳2关闭上部单元外壳3的动作，开关连接体10沿着上下两个部件6、7从铰链部4侧向接近打开端部侧的方向逐渐移动。接着，对开关装置的开关连接体10的动作进行说明。如图4(A)所示，假设上部单元外壳3的自重mg(竖直方向)作用于重心G(从铰链部4的位置(原点0)分离了距离a 的位置)，用户用手以载荷W的力在上部单元外壳3的任意部位例如自由端侧中从原点0分离了距离b的位置按押上部单元外壳3。并且，假设从原点0通过重心G及载荷W的直线与 X轴成2 π-θ角。并且，设进行关闭动作时开关连接体10的第一旋转体12支撑上部单元外壳3，并设开关连接体10的第二旋转体13能够沿着与X轴平行的下部引导部件6的引导槽20的下引导面移动。设第一旋转体12与上部引导部件7的引导槽的上引导面接触的位置 (切点P)与原点0在X轴方向上分离了距离d。此时，设切点P位于X轴线上。将切点P 处的与上部引导部件7的引导槽23的上引导面的切线T与X轴所成的角度设为k时，k = α-θ。此外，切点P不在X轴上时，角度k，α，θ的关系为k = 2 Ji-θ = α-θ。并且，上部引导部件7呈下凸弯曲状时，很明显切点P将位于相比第一旋转体12 的中心轴更靠近铰链部4的位置。将切点P处的支持反作用力设为F时，铰链部4(原点0)周围的力矩平衡公式成为 aXmgXcos(2 π - θ )+ffXb = dXFXcosk。由于 cos (2 π - θ ) = cos θ，因而，F = [aXmgXcos θ +WXb]/[dXcosk] ......公式(1)将切点P处的X轴的正方向的力设为S时，S =(上部单元外壳3的自重和载荷W 的X轴方向的分力)-(上部单元外壳3的自重和载荷W产生的上部引导部件7处的摩擦力在X轴方向的分力)_(作用于开关连接体10的负荷在X轴方向的分力)。在这里，设(作用于开关连接体10的负荷在X轴方向的分力)=N，将上部引导部件7和第一旋转体12的静摩擦系数设为P。由此，S = (FXsin k)-(y XFXcosk)-N ......公式 O)。此外，作用于开关连接体10的负荷N根据例如开关连接体10沿着下部单元外壳 2的下部引导部件6移动时的摩擦力、制动力或旋转体12(13)与两个引导部件6、7侧面的接触摩擦力、使旋转体12(1 停止旋转的制动机构等确定。在本实施例中，进行关闭动作时，由于用户以载荷W按压上部单元外壳3，因而如图2(B)所示，第一旋转体12的大径辊部12a、12b的圆周面上侧被按压到上部引导部件7 的上侧引导面23a。另一方面，第二旋转体13的大径辊部13a、13b的圆周面下侧被按压到下部引导部件6的下侧引导面20b。因此，第一旋转体12和第二旋转体13向相互相反的方向旋转。例如，如图I(A)的侧视图，开关连接体10通过关闭动作而向从铰链部4分离的的右向进行移动时，第一旋转体12按照逆时针方向旋转，而第二旋转体13按照顺时针方向旋转。并且，由于在第一旋转体12和第二旋转体13之间配置有制动部件15，并且该制动部件15的两个侧面与第一旋转体12的大径辊部12b的侧面及第二旋转体13的大径辊部13b的侧面分别滑接，因而由于其摩擦产生的阻力，开关连接体10受到与其移动方向相反方向(左向)的负荷N。
如果将公式(1)代入公式(2)求得S的值，则，S= [bX (sink-μ Xcos k)/(dXcos k) ]W+[aXmgX cos θ X (sink-μ Xcosk)]/ (dXcosk) -N ......公式(3)。在这里，设U= [bX (sink-μ Xcosk)/(dXcosk)]，V = aXmgXcos θ XU/b。由于U和V为根据上部单元外壳3的自重、第一旋转体12位置确定的一定的常数， 因而函数S是W的一次函数。即，公式(3)的函数为S(W) = UXW+(V-N) ......公式(4)。如图5的图表所示，横轴取W，纵轴取S。并且，由于通过使W产生作用(W彡0)，分析任意位置的开关连接体10开始沿关闭方向移动的条件(S ^ 0)时，U应该为正值，并应该满足Wl = (V-N) ^ O的条件。如果U为负值，则V也成为负值，且上部单元外壳3被卡住而无法移动。并且，U为正、wl为负时，由于在开关连接体10(移动体)上始终施有正方向的力，因而即使松手也无法保持上部单元外壳3。如上所述，在本实施例中，如果上部引导部件7形成为下凸弯曲状，并且下部引导部件形成为水平直线状，开关连接体10能在上下两个部件之间进行移动，则用户将称为向下的按压力W作用于上部单元外壳3的任意部位时，开关连接体10能够向关闭方向(从铰链部4分离的方向)进行移动，不作用上述按压力(即不按压)时，开关连接体10能够在任意位置停止。因此，不会像以往的技术，在相对于下部单元外壳2关闭上部单元外壳3的末端区间，产生上部单元外壳3向关闭方向的转速急剧加快而导致上部单元外壳3与下部单元外壳2发生碰撞而产生很大的噪音、或者用户手指被夹住等缺陷。并且，能够达到如下效果通过由用户增减按压力W的大小，减缓上部单元外壳3 向关闭位置方向进行关闭转动的动作。此外，在第1实施例中，打开上部单元外壳3时，用户对上部单元外壳3的自由端侧等施加向上力。这样一来，如图2(A)所示，上部引导部件7的下侧的突条部25向上顶起小径辊部12c的外周面。通过其反作用力，下部单元外壳2的下部引导部件6的上侧的突条部21抵接到小径辊部13c的外周面。此时，由于两个小径辊部12c (13c)和突条部25(21) 的摩擦力小，所以第一旋转体12不旋转，而沿着上部引导部件7滑行(滑接)，第二旋转体 13也不旋转，而沿着下部引导部件6滑行(滑接)。并且，开关连接体10能够向接近铰链部4的方向进行移动。如此一来，能够达到减小此时用户朝向打开方向施加的力，并轻易打开上部单元外壳3的效果。此外，通过将上部引导部件7的下凸弯曲线设定为预定的形状，与上部单元外壳3 的打开角度的大小无关地，用户能够将向下的按压力W保持一定。在本发明中，相对于下部单元外壳2打开上部单元外壳3时，用户对上部单元外壳 3的自由端等施加向上力，从而开关连接体10沿着下部引导部件6和上部引导部件7向接近铰链部4的方向移动，中止施加上述向上力时，开关连接体10在其位置停止，能够保持上部单元外壳3的打开角度。如图3所示，作为对开关连接体10施加负荷N的另一方式，在圆筒状外壳30内固定盘簧的基端，并在该盘簧的自由端连接金属丝等具有挠性的线体31的基端，预先对该盘簧施加卷绕方向的力，利用使线体31的大部分卷入外壳30内的施力单元，并将外壳30固定到接近铰链部4的一侧的下部单元外壳2内，将线体31的自由端连接到开关连接体10 的框架11，对开关连接体10施加朝向铰链部4的作用力(参照图I(A)和图1(B))。除此之外，还可以将伸缩型油压缸或气缸固定到下部单元外壳2内，将其活塞杆的前端连接到框架11，对开关连接体10施加朝向铰链部4的作用力(负荷)。作为第2实施例，虽然未图示，在下部单元外壳2配置上凸弯曲状的下部引导部件 6，使之从铰链部4侧延伸到打开端部侧，在上部单元外壳3上结束关闭时水平且直线状的上部引导部件7配置为从铰链部4侧延伸到打开端部侧。该实施例也能达到与第1实施例相同的作用效果。还可以将直线状的上部引导部件7配置为朝向打开端部侧向上或向下倾斜的形状。在第1实施例和第2实施例中，均通过在下部引导部件6的下引导面中的从铰链部4分离的位置设置凹部(未图示)，使第二旋转体13在上部单元外壳3相对于下部单元外壳2的关闭位置嵌入凹部。通过该嵌入，能够提供上部单元外壳3结束关闭位置处的定位感，并且能够完全关闭。 下面，参照图6至图9对本发明的第3实施例进行说明。横跨下部引导部件6和上部引导部件7而配置的开关连接体1010构成为能够沿着上部引导部件7移动的第一旋转体12和能够沿着下部引导部件6移动的第二旋转体13、 第三旋转体1014分别被安装在侧视时呈三角形等任意形状的框架1011上并能够旋转。第一 第三旋转体12、13、1014分别形成辊状。在第3实施例中，第一旋转体12配置在侧视时呈三角形的框架1011的上顶部的表面侧，第二旋转体13、第三旋转体1014分别配置在框架1011的下边侧两角部(下顶部) 的里面侧。并且，随着用户相对于下部单元外壳2打开上部单元外壳3的动作，开关连接体 1010沿着上下两个部件6、7从打开端部侧向接近于铰链部4侧的方向逐渐移动。并且，随着相对于下部单元外壳2关闭上部单元外壳3的动作，开关连接体1010沿着上下两个部件 6、7从铰链部4侧向接近于打开端部侧的方向逐渐移动。在第3实施例中，下部引导部件6从铰链部4侧向打开端部侧实质上延伸为水平状且直线状。另一方面，上部引导部件7从铰链部4向打开端部方向延伸为下凸弯曲线状 (参照图 6(A)、图 6(B)、图 7(A)、图 7(B))。下部引导部件6及上部引导部件7的剖面均形成二字状，第一 第三旋转体12、 13、1014沿着上述各部件的轨槽1015、1016内旋转。下部引导部件6设在下部单元外壳2 的上表面加，槽1015配置为朝向下部单元外壳2的侧方的外表面开口。上部引导部件7配置在上部单元外壳3的侧面板3a的内表面，槽1016向内开口(参照图8)。在上部单元外壳3相对于下部单元外壳2关闭的状态中，侧面板3a及上部引导部件7位于下部单元外壳 2的侧面板2b的外侧，以防下凸弯曲状的上部引导部件7的中途部干扰下部单元外壳2 (参照图8)。并且，通过设在上部单元外壳3的抵接块17抵接到下部单元外壳2的上表面加的抵接部，从而确定上部单元外壳3的关闭位置，使之不再进一步向下移动。此时，观其投影，侧面板3a的部分下端边缘3al与下部单元外壳2的侧面板2b重叠(参照图7 (B)的双点划线状态)。并且，在轨槽1015、1016上一体地突出形成有上下护边18、19，用于围住各旋转体的外周部位，以防第一旋转体12沿其中心轴方向从上部引导部件7的轨槽1016脱落，并防止第二、第三旋转体13、1014分别沿其中心轴方向从下部引导部件6的轨槽1015脱落(参照图8)。接着，对开关装置的开关连接体1010的动作进行说明。如图9(A)所示，假设上部单元外壳3的自重mg(竖直方向)作用于重心G(从铰链部4的位置(原点0)分离了距离 a的位置)，用户用手以载荷W的力在上部单元外壳3的任意部位例如自由端侧中从原点0 分离了距离b的位置按押上部单元外壳3。并且，假设从原点0通过重心G及载荷W的直线与X轴成2 π-θ角。并且，设开关连接体1010的第一旋转体12支撑上部单元外壳3，并设第一旋转体 12与上部引导部件7的轨槽1016的上引导面接触的位置(切点P)从原点0在X轴方向上分离了距离d。设为开关连接体1010的第二旋转体13及第三旋转体1014能够沿着与 X轴平行的下部引导部件6的轨槽1015的下引导面移动。此时，设切点P位于X轴线上。 将切点P处的与上部引导部件7的轨槽1016的上滑接面的切线T与X轴所成的角度设为 k时，k= α-θ。此外，切点P不在X轴上时(参照图9(B))，角度k，α , θ的关系为k =
2 Ji - θ = α-θ。并且，上部引导部件7呈下凸弯曲状时，很明显切点P将位于相比第一旋转体12 的中心轴更靠近铰链部4的位置。将切点P处的支持反作用力设为F时，铰链部4(原点0)周围的力矩平衡公式成为 aXmgXcos(2 π - θ )+WXb = dXFXcosk。由于 cos(2Ji-e) = cos θ，因而与第 1 实施例同样地得到F= [aXmgXcos θ+WXb]/[dXcosk] ......公式(1)将切点P处的X轴的正方向的力设为S时，S =(上部单元外壳3的自重和载荷W 而产生的X轴方向的分力)-(上部单元外壳3的自重和载荷W而产生的上部引导部件7处的摩擦力在X轴方向的分力)_ (作用于开关连接体1010的负荷在X轴方向的分力)。在这里，设(作用于开关连接体1010的负荷在X轴方向的分力)=N，将上部引导部件7和第一旋转体12的静摩擦系数设为μ。由此，与第1实施例同样地得到S= (FXsin k)-(y XFXcosk)-N ......公式(2)。此外，作用于开关连接体1010的负荷N根据例如开关连接体1010沿着下部单元外壳2的下部引导部件6移动时的摩擦力、制动力或旋转体12(13、1014)与两个引导部件 6、7侧面的接触摩擦力、使旋转体12(13、1014)停止旋转的制动机构等确定。在本实施例中，在圆筒状外壳1023内固定盘簧的基端，并在该盘簧的自由端连接金属丝等具有挠性的线体1024的基端，预先对该盘簧施加卷绕方向的力，利用使线体1024 的大部分卷入外壳1023内的施力单元，并将外壳1023固定到接近铰链部4的一侧的下部单元外壳2内，将线体1024的自由端连接到开关连接体1010的框架1011，对开关连接体 1010施加朝向铰链部4的作用力(参照图7(A)和图7(B))。除此之外，还可以将伸缩型油压缸或气缸固定到下部单元外壳2内，将其活塞杆的前端连接到框架1011，对开关连接体 1010施加朝向铰链部4的作用力。如果将公式⑴代入公式(2)求得S的值，则与第1实施例同样地得到，
S= [bX (sink-μ Xcos k)/(dXcos k) ]W+[aXmgX cos θ X (sink-μ Xcosk)]/ (dXcosk) -N ......公式(3)。在这里，设U= [bX (sink-μ Xcosk)/(dXcosk)]，V = aXmgXcos θ XU/b。由于U和V为根据上部单元外壳3的自重、第一旋转体12位置确定的一定的常数， 因而函数S是W的一次函数。SP，公式(3)的函数为 S(W) = UX W+(V-N) ......公式(4)。如图5的图表所示，横轴取W，纵轴取S。并且，由于通过使W产生作用(W彡0)，分析任意位置的开关连接体1010开始沿关闭方向移动的条件(S ^ 0)时，U应该为正值，并应该满足Wl= (V-N) > O的条件。如果U为负值，则V也成为负值，且上部单元外壳3被卡住而无法移动。并且，U为正、wl为负时，由于在开关连接体1010(移动体)上始终施有正方向的力，因而即使松手也无法保持上部单元外壳3。如上所述，在本实施例中，如果上部引导部件7形成为下凸弯曲状，并且下部引导部件形成为水平直线状，开关连接体1010能在上下两个部件之间进行移动，则用户将称为向下的按压力W作用于上部单元外壳3的任意部位时，开关连接体1010能够向关闭方向 (从铰链部4分离的方向)进行移动，不作用上述按压力(即不按压)时，开关连接体1010 能够在任意位置停止。因此，不会像以往的技术，在相对于下部单元外壳2关闭上部单元外壳3的末端区间，上部单元外壳3向关闭方向的转速急剧加快而导致上部单元外壳3与下部单元外壳2发生碰撞而产生很大的噪音，从而能够防止发生这种碰撞导致上述装置主体内的部件错位、碰撞面的部件破损等缺陷。并且，同样能够达到如下效果通过由用户增减按压力W的大小，减缓上部单元外壳3向关闭位置方向进行关闭转动的动作。并且，开关连接体1010具有三角形的框架1011，设在该框架1011的三角形的顶部附近的第一旋转体12在与上部引导部件7的切点P处受到的力的方向介于设在框架1011 的三角形的底边侧顶部附近的第二旋转体13和第三旋转体1014之间，因而开关连接体 1010的能够轻易维持姿态并稳定地沿着两个引导部件6、7进行移动。此外，通过将上部引导部件7的下凸弯曲线设定成预定的形状，与上部单元外壳3 的打开角度的大小无关地，用户能够将向下的按压力W保持一定。此外，在本发明中，使上部单元外壳3相对于下部单元外壳2打开时，用户将向上的力作用于上部单元外壳3的自由端等，从而开关连接体1010沿着下部引导部件6和上部引导部件7向接近铰链部4的方向移动，中止上述向上的力的作用时，开关连接体1010停止在该位置，从而能够保持上部单元外壳3的打开角度。图10是下部引导部件6的下部引导面中的设在从铰链部4分离的位置的凹部 1020，在上部单元外壳3相对于下部单元外壳2的关闭位置，使位于开关连接体1010所在位置的第三旋转体1014向下嵌入凹部1020。通过该嵌入，第一旋转体12和第三旋转体 1014以第二旋转体13为中心向下移动，因而关闭期间作用于开关连接体1010的X轴负方向的负荷减轻，从而能够完全关闭。在如图Il(A)和图Il(B)所示的第4实施例中，在下部单元外壳2配置呈上凸弯曲状的下部引导部件1031，使之从铰链部4侧延伸到打开端部侧，在上部单元外壳3上配置关闭上部单元外壳3的状态下呈直线且水平状的上部引导部件1032，使之从铰链部4侧延伸到打开端部侧。并且，开关连接体1030具有呈向下的三角形的框架34。在框架34的下端能够旋转地安装有第一旋转体35，在框架34的上边能够旋转地分别安装有第二旋转体 36和第三旋转体37。并且，随着用户相对于下部单元外壳2打开上部单元外壳3的动作， 开关连接体1030沿着上下两个引导部件1031、1032从打开端部侧向接近铰链部4的方向逐渐移动。并且，随着相对于下部单元外壳2关闭上部单元外壳3的动作，开关连接体1030 沿着上下两个部件1031、1032从铰链部4侧向接近打开端部的方向逐渐移动。进行该关闭动作时，第一旋转体35接触下部引导部件1031的轨槽下表面而进行旋转，第二旋转体36 和第三旋转体37则接触上部引导部件1032的轨槽上表面而进行旋转。各旋转体35 37 和上下两个引导部件1031、1032的结构与第3实施例相同。在相对于下部单元外壳2关闭上部单元外壳3的状态中，从下部引导部件和上部引导部件延伸的方向观其投影时，这两个引导部件的一部分在外壳的高度方向上重叠。并且，将具有线体IOM的外壳1023固定在接近上部单元外壳3的铰链部4的一侧，将线体IOM的自由端连接到框架34上，将负荷向铰链部4方向作用于开关连接体1030。如图12所示，根据这种结构，上部单元外壳3的自重mg(竖直方向)作用于重心 G，而关闭时，用户用手以载荷W的力在上部单元外壳3的自由端侧等任意部位按压上部单元外壳3。并且，设由开关连接体1030的第二及第三旋转体36、37支撑上部单元外壳3，仅由一个第一旋转体35支撑它们的载荷。第一旋转体35与上凸弯曲状的下部引导部件1031 的轨槽的下引导面接触的位置(切点P)从原点0沿X轴方向分离了距离d。设开关连接体 1030的第二旋转体36及第三旋转体37能够沿着与X轴平行的上部引导部件1032进行移动。此时，设切点P位于X轴线上。将切点P处的与下部引导部件1031的切线T与X轴所成的角度设为k。将切点P处的X轴的正方向的力设为S,则S =(上部单元外壳3的自重和载荷W 的在X轴方向分力)-(上部单元外壳3的自重和载荷W产生的下部引导部件1031处的摩擦力在X轴方向的分力)_(作用于开关连接体1030的负荷在X轴方向的分力)。在这里， 设(作用于开关连接体1030的负荷在X轴方向的分力)=N，将下部引导部件1031和第一旋转体35的静摩擦系数设为μ。由此，S = (FX sink)-(μ XFXcosk)_N。但是，由于与第1 第3实施例的公式 (2)相同，因而第4实施例的结构也能达到与第1 第3实施例相同的作用效果。此外，上述开关装置还可以包括限制部件，该限制部件位于上述上部引导部件7、 1032的上述上部单元外壳3的上述基端侧，限制上述上部引导部件7、1032的上下移动量。本发明除了上述实施方式之外，在不脱离发明宗旨的范围内能够采用各种实施方式。即，上下外壳能够适用于除图像记录装置之外的电子产品、家具等用具类的主体及其盖体。
权利要求
1.一种开关装置，其特征在于， 具备下部单元外壳；上部单元外壳，位于上述下部单元外壳的上部，相对于上述下部单元外壳开关； 铰链部，连接上述下部单元外壳与上述上部单元外壳，使之能够上下开闭转动； 下部引导部件，位于上述下部单元外壳，从上述下部单元外壳的基端侧延伸到前端侧；上部引导部件，位于上述上部单元外壳，从上述上部单元外壳的基端侧延伸到前端侧；以及开关连接体，包括第一旋转体、第二旋转体及连接部，上述连接部连接上述第一旋转体与上述第二旋转体，随着相对于上述下部单元外壳打开上述上部单元外壳，上述开关连接体沿着上述上部引导部件及上述下部引导部件从上述前端侧移动到上述基端侧，随着相对于上述下部单元外壳关闭上述上部单元外壳，上述开关连接体沿着上述上部引导部件及上述下部引导部件从上述基端侧移动到上述前端侧。
2.根据权利要求1所述的开关装置，其特征在于，上述第一旋转体和上述第二旋转体被配置为能够同轴旋转。
3.根据权利要求1所述的开关装置，其特征在于，上述下部引导部件形成为直线状，上述上部引导部件形成为下凸弯曲状， 上述第一旋转体能够沿着上述上部引导部件移动，上述第二旋转体能够沿着上述下部引导部件移动。
4.根据权利要求1所述的开关装置，其特征在于，上述开关连接体无论位于上述上部引导部件和上述下部引导部件的任何位置，上述上部单元外壳的自重和施加到上述上部单元外壳按压力的合力在上述第一旋转体位置处的水平方向分力的大小，均大于或等于由于上述按压力的竖直分力和上述开关连接体的自重而产生的水平方向的摩擦力的大小与作用于上述开关连接体的阻力的水平分力的大小之和，并且若解除上述按压力，则保持上述上部单元外壳的开关姿势。
5.根据权利要求1所述的开关装置，其特征在于， 上述下部引导部件具有凹部，相对于上述下部单元外壳关闭上述上部单元外壳时，上述第二旋转体嵌入上述凹部而停止。
6.根据权利要求2所述的开关装置，其特征在于，上述开关连接体在上述第一旋转体与上述第二旋转体之间具备摩擦部件， 随着相对于上述下部单元外壳关闭上述上部单元外壳，上述第一旋转体与上述上部引导部件的上侧引导面抵接而旋转，并且上述第二旋转体与上述下部引导部件的下侧引导面抵接而旋转，从而上述第一旋转体和上述第二旋转体彼此向相反方向旋转， 上述第一旋转体和上述第二旋转体分别与上述摩擦部件抵接而受到阻力。
7.根据权利要求6所述的开关装置，其特征在于，上述第一旋转体被配置为同轴上的两个第一大径辊部夹着第一小径辊部， 上述第二旋转体被配置为同轴上的两个第二大径辊部夹着第二小径辊部，上述上部引导部件的下侧引导面上所具有的突条部与上述第一小径辊部相对，上述下部引导部件的上侧引导面上所具有的突条部与上述第二小径辊部相对，随着相对于上述下部单元外壳关闭上述上部单元外壳，上述第一大径辊部被上述上部引导部件的上侧引导面按压并旋转，并且上述第二大径辊部被上述下部引导部件的下侧引导面按压并旋转。
8.根据权利要求7所述的开关装置，其特征在于，上述第一小径辊部、上述第二小径辊部、上述上部引导部件的下侧引导面上所具有的突条部及上述下部引导部件的上侧引导面上所具有的突条部均为摩擦系数小的部件，随着相对于上述下部单元外壳打开上述上部单元外壳，上述第一小径辊部与上述上部引导部件的下侧引导面上所具有的突条部滑接，并且上述第二小径辊部与上述下部引导部件的上侧引导面上所具有的突条部滑接。
9.根据权利要求1所述的开关装置，其特征在于，上述下部引导部件及上述上部引导部件具有剖面呈二字状的引导槽，上述下部引导部件的引导槽朝向上述下部单元外壳的外侧开口，上述上部引导部件的弓I导槽朝向上述上部单元外壳的内侧开口。
10.根据权利要求9所述的开关装置，其特征在于，在上述引导槽与上述开关连接体之间，在上下方向上设有间隙。
11.根据权利要求1所述的开关装置，其特征在于，上述开关装置还包括施力部件，上述施力部件连接上述铰链部与上述开关连接体，对上述开关连接体施加朝向上述铰链部的作用力。
全文摘要
一种上部单元外壳的开关装置，具备下部单元外壳；上部单元外壳，位于下部单元外壳的上部，相对于下部单元外壳开关；铰链部，能够上下开闭转动地连接下部单元外壳与上部单元外壳；下部引导部件，位于下部单元外壳，从下部单元外壳的基端侧延伸到前端侧；上部引导部件，位于上部单元外壳，从上部单元外壳的基端侧延伸到前端侧；以及开关连接体，包括第一旋转体、第二旋转体、连接部，连接部连接第一旋转体与第二旋转体，随着相对于下部单元外壳打开上部单元外壳，开关连接体沿着上部引导部件及下部引导部件从前端侧移动到基端侧，随着相对于下部单元外壳关闭上部单元外壳，开关连接体沿着上部引导部件及下部引导部件从基端侧移动到前端侧。
文档编号G03G15/00GK102207705SQ201110083718
公开日2011年10月5日 申请日期2011年3月30日 优先权日2010年3月30日
发明者加藤正久, 栗城久美湖, 樋口智久, 盐原由季央, 石田一仁, 西村阳一郎 申请人:兄弟工业株式会社