JP2008008001A - 扉開閉機構 - Google Patents

Abstract

【課題】引張コイルばねの全長を短くすることにより省スペース化を実現すると共に、扉の閉鎖位置にある場合と開放位置にある場合とで扉が閉まる方向に加わる力の変化が小さい扉開閉機構を提供する。
【解決手段】ばね支持部（１２）と開口（１３）とを有する筐体（１４）と、ばね掛け部（１７）と回動軸（１５）とを有すると共に筐体（１４）の開口（１３）を開放する開放位置と開口（１３）を閉鎖する閉鎖位置との間で回動する扉（１８）と、扉（１８）を開口（１３）の閉塞位置に規制する規制部（１９）と、筐体（１４）のばね支持部（１２）と扉（１８）のばね掛け部（１７）との間で張設され、扉（１８）に前記閉塞位置へ向けての付勢力を付与すると共に、扉（１８）が前記開放位置へ向けて回動されたときに伸張される引張コイルばね（２０）とを備え、扉（１８）の回動軸（１５）からばね掛け部（１７）におけるばね掛け位置までの距離が扉（１８）の回動に伴って変化する。
【選択図】図３

Description

本発明は、トレイ扉開閉機構に関する。

図１は、従来の扉開閉機構を示す図であり、（ａ）は扉が閉鎖位置にある場合を示す図であり、（ｂ）は扉が開放位置にある場合を示す図であり、（ｃ）は横軸が引張コイルばねのばね長さ、縦軸が引張コイルばねのばね力を示すグラフであり、（ｄ）は横軸が扉の回転角、縦軸が扉とトレイの接触力を示すグラフである。この従来の扉開閉機構は、ばね支持部１と開口２とを有する筐体３と、回動軸４と回動軸４に接続されたアーム５に設けられたばね掛け部６とを有すると共に筐体３の開口２を開放する開放位置と開口２を閉鎖する閉鎖位置との間で回動する扉７と、前記閉鎖位置に扉７を規制する規制部８と、筐体３のばね支持部１と扉７のばね掛け部６との間で張設され、扉７に前記閉塞位置へ向けての付勢力を付与すると共に、扉７が前記開放位置へ向けて回動されたときに伸張される引張コイルばね９とを備える。図１（ａ）に示す扉７が閉鎖位置にある場合において、引張コイルばね９の長さをＬ１、扉７の回転角をＤ０、回動軸４からばね掛け部６までの引張コイルばね９に垂直方向の長さをＢ１、回動軸４から扉７がトレイ１０と接触する部分までの長さをＡ、引張コイルばね９のばね力をＰ１とし、図１（ｂ）に示す扉７が開放位置にある場合において、引張コイルばね９の長さをＬ２、扉７の回転角をＤ１、回動軸４からばね掛け部６までの長さをＢ２、引張コイルばね９のばね力をＰ２とする。開放位置と閉鎖位置における引張コイルばね９のばね長さＬとばね力Ｐとの関係は、図１（ｃ）のグラフのようになる。扉７の閉鎖位置におけるトレイ１０と扉７の接触力Ｔ１は、
Ｔ１＝Ｂ１・Ｐ１／Ａ
となり、扉７の開放位置におけるトレイ１０と扉７の接触力Ｔ２は、
Ｔ２＝Ｂ２・Ｐ２／Ａ
となる。扉７の開放位置と閉鎖位置におけるトレイ１０と扉７の接触力Ｔと、トレイ１０の回転角Ｄとの関係は、図１（ｄ）のグラフのようになる。Ｂ１≒Ｂ２なので、
Ｔ２＝（Ｐ２／Ｐ１）Ｔ１
とすることができる。引張コイルばね９が長ければ、ばね長さＬが変化してもばね力Ｐはあまり変化しないため、Ｐ２／Ｐ１は１に近くなり、扉７の閉鎖位置におけるトレイ１０と扉７の接触力Ｔ１と、扉７の開放位置におけるトレイ１０と扉７の接触力Ｔ２は近い値になる。

特開２００１−２６２９２７号公報 特開平１０−３２０８８２号公報

図１に示す従来の扉開閉機構において、扉が閉鎖位置にある場合と開放位置にある場合とで、扉が閉まる方向に働く力の変化が小さいほうがよい。しかしながらこのようにしようとすると、引張コイルばねの巻き数を多くする必要があるので引張コイルばねの全長が長くなり、その長い引張コイルばねを収容するスペースを必要とし、筐体の高さＨ１が高くなるという問題があった。

図２は、図１に示す従来の扉開閉機構において全長の短い引張コイルばねを使用した場合を示す図である。（ａ）は扉が閉鎖位置にある場合を示す図であり、（ｂ）は扉が開放位置にある場合を示す図であり、（ｃ）は横軸が引張コイルばねのばね長さ、縦軸が引張コイルばねのばね力を示すグラフであり、（ｄ）は横軸が扉の回転角、縦軸が扉とトレイの接触力を示すグラフである。この従来の扉開閉機構は、ばね支持部１と開口２とを有する筐体３と、回動軸４と回動軸４に接続されたアーム５に設けられたばね掛け部６とを有すると共に筐体３の開口２を開放する開放位置と開口２を閉鎖する閉鎖位置との間で回動する扉７と、前記閉塞位置に扉７を規制する規制部８と、筐体３のばね支持部１と扉７のばね掛け部６との間で張設され、扉７に前記閉塞位置へ向けての付勢力を付与すると共に、扉７が前記開放位置へ向けて回動されたときに伸張される図１に示すものより短い引張コイルばね１１とを備える。図２（ａ）に示す扉７が閉鎖位置にある場合において、引張コイルばね１１の長さをＬ３、扉７の回転角をＤ０、回動軸４からばね掛け部６までの引張コイルばね１１に垂直方向の長さをＢ３、回動軸４から扉７がトレイ１０と接触する部分までの長さをＡ、引張コイルばね１１のばね力をＰ３とし、図２（ｂ）に示す扉７が開放位置にある場合において、引張コイルばね１１の長さをＬ４、扉７の回転角をＤ１、回動軸４からばね掛け部６までの長さをＢ４、引張コイルばね１１のばね力をＰ４とする。開放位置と閉鎖位置における引張コイルばね１１のばね長さＬとばね力Ｐとの関係は、図２（ｃ）のグラフのようになる。扉７の閉鎖位置におけるトレイ１０と扉７の接触力Ｔ３は、
Ｔ３＝Ｂ３・Ｐ３／Ａ
となり、扉７の開放位置におけるトレイ１０と扉７の接触力Ｔ４は、
Ｔ４＝Ｂ４・Ｐ４／Ａ
となる。扉７の開放位置と閉鎖位置におけるトレイ１０と扉７の接触力Ｔと、トレイ１０の回転角Ｄとの関係は、図２（ｄ）のグラフのようになる。Ｂ３≒Ｂ４（≒Ｂ１≒Ｂ２）なので、Ｔ１＝Ｔ３とすると、
Ｔ１＝（Ｐ１／Ｐ２）Ｔ２＝（Ｐ３／Ｐ４）Ｔ４
とすることができ、Ｐ１＝Ｐ３とすると、
Ｔ４＝（Ｐ４／Ｐ２）Ｔ２
となる。図２の引張コイルばね１１は図１の引張コイルばね９より短いため、ばね定数が大きくなり、図１（ｃ）と図２（ｃ）からわかるように、ばね長さＬが同じ量だけ変化しても、ばね力の変化はより大きくなるので、Ｐ４＞Ｐ２となり、結果としてＴ４＞Ｔ２となる。したがって、図２の扉開閉機構では、短い引張コイルばねを使用しているので、引張コイルばねを収容するのに必要なスペースを小さくすることができ、筐体の高さＨ２を図１の筐体の高さＨ１より低くすることができる。しかしながら、扉７の開放位置におけるトレイ１０と扉７の接触力Ｔ４は、図１の扉開閉機構における扉７の開放位置におけるトレイ１０と扉７の接触力Ｔ２より大きくなってしまい、トレイと扉との摺動摩擦が増え、トレイと扉の削れ（粉吹き）が発生するおそれがある。

特許文献１には、扉が開口を開放する開放位置へ向けて回動されたときに引張コイルばねが回動軸部の外周面に接して屈曲されて伸張されるようにすることによって、扉が開放位置にある場合において、扉のばね掛け部が筐体の外部に位置されると共に引張コイルばねの伸び量を小さくし、筐体の小型化を図ると共に扉の閉状態と開状態とにおける引張コイルばねの力量差を低減した扉開閉機構が開示されている。

しかしながら、特許文献１に記載の扉開閉機構では、扉の開閉時に、ばねのコイル部が扉の回転軸部と接触し、引っ掛りや異音を発生するおそれがあるという問題があった。

特許文献２には、扉とトレイとの間に、トレイの着脱位置から記録／再生位置への移動と、扉の開放位置から閉鎖位置への回動を連動させる連動機構が介装され、連動機構が、扉とトレイを連繋する索体と、索体を緊張させる引張ばねを有する扉開閉機構が開示されている。

特許文献２に記載の扉開閉機構では、索体やそれの取り付け構造を含めて、部品点数が多くなる問題があった。また、扉が閉鎖位置にある場合と開放位置にある場合での引張コイルばねの力量差を小さくすることはできない。

上述したことを鑑み、本発明は、上記従来の扉開閉機構における問題を解決し、引張コイルばねの全長を短くすることにより省スペース化を実現すると共に、扉の閉鎖位置にある場合と開放位置にある場合とで、扉が閉まる方向に加わる力の変化が小さい扉開閉機構を提供することを目的とする。

本発明による扉開閉機構は、ばね支持部と開口とを有する筐体と、ばね掛け部と回動軸とを有すると共に前記筐体の前記開口を開放する開放位置と前記開口を閉鎖する閉鎖位置との間で回動する扉と、前記扉を前記開口の閉塞位置に規制する規制部と、前記筐体のばね支持部と前記扉のばね掛け部との間で張設され、前記扉に前記閉塞位置へ向けての付勢力を付与すると共に、前記扉が前記開放位置へ向けて回動されたときに伸張される引張コイルばねとを備え、前記扉の回動軸からばね掛け部におけるばね掛け位置までの距離が前記扉の回動に伴って変化することを特徴とする。

好適には、前記扉が前記開放位置にある場合の前記引張コイルばねの張力と、前記扉が前記閉鎖位置にある場合の前記引張コイルばねの張力とがほぼ等しくなるようにする。

好適には、前記扉のばね掛け部は、前記回動軸に接続されたアームに設けられた長穴に沿って移動するようにする。

好適には、前記長穴の一方の端から前記回転軸までの距離と、前記長穴の他方の端から前記回転軸までの距離が異なるようにする。
好適には、前記長穴の形状は直線状、円弧状、くの字状又は階段状である。

本発明によれば、引張コイルばねの長穴ばね掛け部側の端が、扉が開放位置にある場合と閉鎖位置にある場合とで変化することによって、引張りコイルばねの長さ変化が小さくなり、引張コイルばねの長さを短くしても、扉の閉鎖位置にある場合と開放位置にある場合とで扉が閉まる方向に加わる力の変化が小さい扉開閉機構を実現することができる。

以下、図面を参照して本発明の扉開閉機構について詳細に説明する。
図３は、本発明による扉開閉機構を示す図である。（ａ）は扉が閉鎖位置にある場合を示す図であり、（ｂ）は扉が開放位置にある場合を示す図であり、（ｃ）は横軸が引張コイルばねのばね長さ、縦軸が引張コイルばねのばね力を示すグラフであり、（ｄ）は横軸が扉の回転角、縦軸が扉とトレイの接触力を示すグラフである。

本発明による扉開閉機構は、ばね支持部１２と開口１３とを有する筐体１４と、回動軸１５と回動軸１５に接続されたアーム１６に設けられた長穴ばね掛け部１７とを有すると共に筐体１４の開口１３を開放する開放位置と開口１３を閉鎖する閉鎖位置との間で回動する扉１８と、前記閉塞位置に扉１８を規制する規制部１９と、筐体１４のばね支持部１２と扉１８のばね掛け部１７との間で張設され、扉１８に前記閉塞位置へ向けての付勢力を付与すると共に、扉１８が前記開放位置へ向けて回動されたときに伸張される引張コイルばね２０とを備える。引張コイルばね２０の長穴ばね掛け部１７側の端は、長穴ばね掛け部１７の形状に沿って自在に移動できるようになっている。したがって、扉１８が閉鎖位置にある場合と開放位置にある場合とでは、長穴ばね掛け部１７の異なった部分に引張コイルばね２０の端が位置し、同様の短い引張コイルばねを使用する図２に示す従来例と比較して、引張コイルばね２０の長さ変化が小さくなる。その上、同様の短い引張りコイルばねを使用する図２に示す従来の扉開閉機構と同じ高さの筐体にすることができる。

図３（ａ）に示す扉１８が閉鎖位置にある場合において、引張コイルばね２０の長さをＬ５、扉１８の回転角をＤ０、回動軸１５から長穴ばね掛け部１７における引張コイルばね２０の端が位置する部分までの引張コイルばね２０に垂直方向の長さをＢ５、回動軸１５から扉１８がトレイ２１と接触する部分までの長さをＡ、引張コイルばね２０のばね力をＰ５とし、図３（ｂ）に示す扉１８が開放位置にある場合において、引張コイルばね２０の長さをＬ６、扉１８の回転角をＤ１、回動軸１５から長穴ばね掛け部１７における引張コイルばね２０の端が位置する部分までの引張コイルばね２０に垂直方向の長さをＢ６、引張コイルばね２０のばね力をＰ６とする。開放位置と閉鎖位置における引張コイルばね２０のばね長さＬとばね力Ｐとの関係は、図３（ｃ）のグラフのようになる。扉７の閉鎖位置におけるトレイ２１と扉１８の接触力Ｔ５は、
Ｔ５＝Ｂ５・Ｐ５／Ａ
となり、扉１８の開放位置におけるトレイ２１と扉１８の接触力Ｔ６は、
Ｔ６＝Ｂ６・Ｐ６／Ａ
となる。したがって、
Ｔ６＝（Ｂ６／Ｂ５）（Ｐ６／Ｐ５）Ｔ５
が成り立つ。Ｐ６／Ｐ５は、図１に示す長い引張コイルばねを使用する従来の扉開閉機構のＰ２／Ｐ１と比較して大きな値となり、図２に示す短い引張コイルばねを使用する従来の扉開閉機構のＰ４／Ｐ３にほぼ等しい値となる。しかし、Ｂ６／Ｂ５＜１．０にすることができるため、Ｐ２／Ｐ１に対するＰ６／Ｐ５の増加分を打ち消して、Ｔ６を図１に示す長い引張コイルばねを使用する従来の扉開閉機構のＴ２と同様の値にすることができる。（Ｂ６／Ｂ５）（Ｐ６／Ｐ５）≒１となるように長穴ばね掛け部１７を設定して、Ｔ６≒Ｔ５となるようにすれば、扉を閉じるために必要最小限の力とすることができる。

図４は、本発明の扉開閉機構の長穴ばね掛け部の形状の例を示す図である。この図に示すように、直線状、円弧状、くの字状、階段状の形状を採用することができる。もちろんこれらは例に過ぎず、他の形状を採用することも可能である。

本発明は扉開閉機構に利用可能である。

従来の扉開閉機構を示す図であり、（ａ）は扉が閉鎖位置にある場合を示す図であり、（ｂ）は扉が開放位置にある場合を示す図であり、（ｃ）は横軸が引張コイルばねのばね長さ、縦軸が引張コイルばねのばね力を示すグラフであり、（ｄ）は横軸が扉の回転角、縦軸が扉とトレイの接触力を示すグラフである。 従来の他の扉開閉機構を示す図であり、（ａ）は扉が閉鎖位置にある場合を示す図であり、（ｂ）は扉が開放位置にある場合を示す図であり、（ｃ）は横軸が引張コイルばねのばね長さ、縦軸が引張コイルばねのばね力を示すグラフであり、（ｄ）は横軸が扉の回転角、縦軸が扉とトレイの接触力を示すグラフである。 本発明の扉開閉機構を示す図であり、（ａ）は扉が閉鎖位置にある場合を示す図であり、（ｂ）は扉が開放位置にある場合を示す図であり、（ｃ）は横軸が引張コイルばねのばね長さ、縦軸が引張コイルばねのばね力を示すグラフであり、（ｄ）は横軸が扉の回転角、縦軸が扉とトレイの接触力を示すグラフである。 本発明の扉開閉機構の長穴ばね掛け部の形状の様々な例を示す図である。

符号の説明

１、１２ ばね支持部
２、１３ 開口
３、１４ 筐体
４、１５ 回動軸
５、１６ アーム
６ ばね掛け部
７、１８ 扉
８、１９ 規制部
９、２０ 引張コイルばね
１０、２１ トレイ
１７ 長穴ばね掛け部

Claims (5)

1. ばね支持部と開口とを有する筐体と、
   ばね掛け部と回動軸とを有すると共に前記筐体の前記開口を開放する開放位置と前記開口を閉鎖する閉鎖位置との間で回動する扉と、
   前記扉を前記開口の閉塞位置に規制する規制部と、
   前記筐体のばね支持部と前記扉のばね掛け部との間で張設され、前記扉に前記閉塞位置へ向けての付勢力を付与すると共に、前記扉が前記開放位置へ向けて回動されたときに伸張される引張コイルばねとを備え、
   前記扉の回動軸からばね掛け部におけるばね掛け位置までの距離が前記扉の回動に伴って変化することを特徴とする扉開閉機構。
2. 前記扉が前記開放位置にある場合の前記引張コイルばねの張力と、前記扉が前記閉鎖位置にある場合の前記引張コイルばねの張力とがほぼ等しいことを特徴とする扉開閉機構。
3. 前記扉のばね掛け部は長穴であることを特徴とする請求項１又は２記載の扉開閉機構。
4. 前記長穴の一方の端から前記回転軸までの距離と、前記長穴の他方の端から前記回転軸までの距離が異なることを特徴とする請求項３記載の扉開閉機構。
5. 前記長穴の形状が直線状、円弧状、くの字状又は階段状であることを特徴とする請求項３又は４記載の扉開閉機構。

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