JP2020154018A - 開閉構造 - Google Patents

Abstract

【課題】開閉部材の開放時の衝撃を緩和することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】装置本体に対して開閉可能な開閉部材と、開閉部材を装置本体に対して開閉可能に連結する連結部材と、を備え、連結部材は、一端側が開閉部材に回転可能に支持された第１リンク部材と、一端側が装置本体に回転可能に支持された第２リンク部材とが、各々の他端側が回転可能且つ移動可能に連結された開脚リンク構造を有し、第１リンク部材の他端側は開閉方向と交差する方向に突出し外周に第１リンク部材の長手方向を長径とするカム形状部が形成された軸部が、第２リンク部材の他端側に軸部の移動方向と交差する方向を短径にして形成された長孔に挿通されて移動可能に連結されている。【選択図】図８

Description

本発明は、開閉構造に関する。

画像を形成する画像形成装置において、装置本体に対して開閉可能な開閉部材と、装置本体と開閉部材とを連結する可撓性を有する連結部材と、揺動可能に支持され、連結部材と摺動する摺動部材と、を備え、連結部材は、開閉部材が開かれるとき、摺動部材の揺動中心からみた一方側の部分に当接して加圧し、且つ、開閉部材が開かれるにつれて加圧力が大きくなる方向に曲げられ、摺動部材は、一方側の部分が加圧されることで揺動して、揺動中心からみた他方側の部分において、連結部材を被押圧部に押圧することを特徴とする画像形成装置が知られている（特許文献１）。

特開２０１８−００４８００号公報

本発明は、開閉部材の開放時の衝撃を緩和することを目的とする。

前記課題を解決するために、請求項１に記載の開閉構造は、
装置本体に対して開閉可能な開閉部材と、
前記開閉部材を前記装置本体に対して開閉可能に連結する連結部材と、を備え、
前記連結部材は、一端側が前記開閉部材に回転可能に支持された第１リンク部材と、一端側が前記装置本体に回転可能に支持された第２リンク部材とが、各々の他端側が回転可能且つ移動可能に連結された開脚リンク構造を有し、前記第１リンク部材の他端側は開閉方向と交差する方向に突出し外周に前記第１リンク部材の長手方向を長径とするカム形状部が形成された軸部が、前記第２リンク部材の他端側に前記軸部の移動方向と交差する方向を短径にして形成された長孔に挿通されて移動可能に連結されている、
ことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載の開閉構造において、
前記開閉部材が閉鎖状態から開放状態に移行する際に、前記第１リンク部材の前記カム形状部の長径方向が前記第２リンク部材の長孔内で回転しながら前記長孔の短径方向に接触して嵌り込むように移動し、前記開閉部材の開閉移動の速度を減速させる、
ことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の開閉構造において、
前記カム形状部の長径は、前記長孔の短径よりも大きく形成されている、
ことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の開閉構造において、
前記カム形状部は金属部品と樹脂部品を組み合わせて構成され、樹脂材料で形成された前記第２リンク部材の長孔内で回転することにより前記金属部品が前記長孔の短径方向に接触して嵌り込む、
ことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の開閉構造において、
前記カム形状部はエラストマー材料で形成され、樹脂材料で形成された前記第２リンク部材の長孔内で回転することにより前記長孔の短径方向に接触して嵌り込む、
ことを特徴とする。

前記課題を解決するために、請求項６に記載の開閉構造は、
装置本体に対して開閉可能な開閉部材と、
前記開閉部材を前記装置本体に対して開閉可能に連結する連結部材と、を備え、
前記連結部材は、一端側が前記開閉部材に回転可能に支持された第１リンク部材と、一端側が前記装置本体に回転可能に支持された第２リンク部材とが、各々の他端側が回転可能且つ移動可能に連結された開脚リンク構造を有し、前記第１リンク部材の他端側は開閉方向と交差する方向に突出した軸部が、前記第２リンク部材の他端側に短径方向が前記他端側に向かって前記軸部の外形よりも漸次幅狭に形成された長孔に挿通されて移動可能に連結されている、
ことを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項６に記載の開閉構造において、
前記開閉部材が閉鎖状態から開放状態に移行する際に、前記第１リンク部材の前記軸部が前記第２リンク部材の長孔内で前記長孔の短径方向に接触して嵌り込むように移動し、前記開閉部材の開閉移動の速度を減速させる、
ことを特徴とする。

請求項８記載の発明は、請求項６又は７に記載の開閉構造において、
前記軸部は金属部品と樹脂部品を組み合わせて構成され、樹脂材料で形成された前記第２リンク部材の長孔内で移動することにより前記金属部品が前記長孔の短径方向に接触して嵌り込む、
ことを特徴とする。

請求項９記載の発明は、請求項６又は７に記載の開閉構造において、
前記軸部はエラストマー材料で形成され、樹脂材料で形成された前記第２リンク部材の長孔内で移動することにより前記長孔の短径方向に接触して嵌り込む、
ことを特徴とする。

請求項１、６に記載の発明によれば、開閉部材の開放時の衝撃を緩和することができる。

請求項２、３に記載の発明によれば、カム形状部を長孔に食い込ませて開閉部材の開放時の衝撃を緩和することができる。

請求項４に記載の発明によれば、カム形状部の磨耗を抑制することができる。

請求項５に記載の発明によれば、カム形状部の磨耗を抑制しながら開閉部材の開放時の衝撃を緩和することができる。

請求項７に記載の発明によれば、軸部を長孔に食い込ませて開閉部材の開放時の衝撃を緩和することができる。

請求項８に記載の発明によれば、軸部の磨耗を抑制することができる。

請求項９に記載の発明によれば、軸部の磨耗を抑制しながら開閉部材の開放時の衝撃を緩和することができる。

本実施形態に係る開閉構造が適用された画像形成装置の前面側を示す斜視図である。 （ａ）は開閉部材を閉じた状態を示す側面模式図、（ｂ）は開閉部材を開放した状態を示す側面模式図である。 （ａ）は第１リンク部材を示す平面図、（ｂ）は側面図である。 （ａ）は第２リンク部材を示す平面図、（ｂ）は断面図である。 第１リンク部材の軸部と第２リンク部材の溝部の寸法と連結を説明する図である。 開閉部材が閉じられている状態の第１リンク部材の軸部と第２リンク部材の溝部との関係を説明する図である。 開閉部材が開放位置へ移動し始めた状態の第１リンク部材の軸部と第２リンク部材の溝部との関係を説明する図である。 開閉部材が開放された状態の第１リンク部材の軸部と第２リンク部材の溝部との関係を説明する図である。 （ａ）は変形例に係る第１リンク部材を示す平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は変形例に係る第２リンク部材を示す平面図である。 変形例に係る第１リンク部材の軸部と変形例に係る第２リンク部材の溝部の寸法と連結を説明する図である。 他の変形例に係る第１リンク部材の軸部と第２リンク部材の溝部の寸法と連結を説明する図である。

次に図面を参照しながら、以下に実施形態及び具体例を挙げ、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態及び具体例に限定されるものではない。
また、以下の図面を使用した説明において、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
（１）開閉構造の構成
図１は本実施形態に係る開閉構造１が適用された画像形成装置１００の前面側を示す斜視図、図２（ａ）は開閉部材１１０を閉じた状態を示す側面模式図、（ｂ）は開閉部材１１０を開放した状態を示す側面模式図、図３（ａ）は第１リンク部材１０を示す平面図、（ｂ）は側面図、図４（ａ）は第２リンク部材２０を示す平面図、（ｂ）は断面図、図５は第１リンク部材１０の軸部１３と第２リンク部材２０の溝部２３の寸法を示す図である。
以下、図面を参照しながら、開閉構造１の構成を説明する。

（１．１）開閉構造の全体構成
開閉構造１は、図１に示すように、装置本体の一例としての画像形成装置１００の本体筐体Ｆと、画像形成装置１００の画像形成部１２０を覆う開閉部材１１０とを開閉可能に連結するように設けられている。
開閉構造１は、一端１０ａが開閉部材１１０に回転可能に支持された第１リンク部材１０と、一端２０ａが本体筐体Ｆに回転可能に支持された第２リンク部材２０と、からなり、第１リンク部材１０と第２リンク部材２０の各々の他端１０ｂ、２０ｂが回転可能かつ移動可能に連結されて構成されている。

開閉構造１は、図２（ａ）に示すように、開閉部材１１０が画像形成部１２０を外部に対して閉塞するように閉じられている状態では、第１リンク部材１０及び第２リンク部材２０は、連結部１ａで連結された状態で互いに重なるように折り畳まれている。一方、開閉構造１は、図２（ｂ）に示すように、開閉部材１１０が画像形成部１２０を外部に対して露出するように開放されている状態では、第１リンク部材１０及び第２リンク部材２０が、連結部１ａで連結された状態で互いに延びて開放された開閉部材１１０を支えている。

このように、開閉構造１は、第１リンク部材１０と第２リンク部材よりなる開脚リンク構造に構成されている。第１リンク部材１０及び第２リンク部材２０は各一端１０ａ、２０ａ同士が連結部１ａにおいて開脚自在に連結され、第２リンク部材２０の他端２０ｂが本体筐体Ｆに対して回転支点２０ｃにおいて回転自在に連結され、第１リンク部材１０の他端１０ｂが開閉部材１１０に対して回転支点１０ｃにおいて回転自在に連結されている。

このように、開閉構造１においては、第１リンク部材１０と第２リンク部材２０が折り畳まれた状態（図２（ａ）参照）と延びた状態（図２（ｂ）参照）をとる開脚リンク構造となっている。

（１．２）第１リンク部材
第１リンク部材１０は、図３に示すように、 全体が板状で一方向に伸びる腕部１１の一端１０ａ側に回転支点１０ｃとなる軸部１２が突出して形成され、他端１０ｂ側にも軸部１２と反対側に突出する軸部１３が形成されている。軸部１２は、開閉部材１１０の支持部１１０ａ（図２（ｂ）参照）に連結されて第１リンク部材１０の開閉部材１１０側の回転支点１０ｃとなる。
軸部１３は、第１リンク部材１０の長手方向を長径１３ａとするカム形状を有し、後述する第２リンク部材２０の溝部２３に回転可能かつ移動可能に連結される。

第１リンク部材１０は、腕部１１及び軸部１２を含む全体が、ＰＯＭ、ＡＢＳ、ＰＣ等の樹脂材料で形成され、軸部１３は熱可塑性エラストマー材料で形成されている。

（１．３）第２リンク部材
第２リンク部材２０は、図４に示すように、全体が板状で一方向に伸びる腕部２１の一端２０ａ側に回転支点２０ｃとなる軸部２２が突出して形成され、他端２０ｂ側には溝部２３が厚み方向に貫通して形成されている。軸部２２は、本体筐体Ｆの支持部Ｆａ（図２ 参照）に連結されて第２リンク部材２０の装置本体側の回転支点２０ｃとなる。
溝部２３は、第２リンク部材２０の長手方向を長径２３ａとする長孔形状を有し、第１リンク部材１０の軸部１２が回転可能かつ移動可能に連結される。

（１．４）第１リンク部材と第２リンク部材の連結
図５には、連結される第１リンク部材１０の軸部１３と第２リンク部材２０の溝部２３の寸法と連結を示している。
図５（ａ）に示すように、第１リンク部材１０の軸部１３のカム形状は、その短径１３ｂが第２リンク部材２０の溝部２３の短径２３ｂよりも小さく、その長径１３ａが第２リンク部材２０の溝部２３の短径２３ｂよりも大きくなるように形成されている。

これにより、図５（ｂ）に示すように、第１リンク部材１０と第２リンク部材２０が直線状に延びた状態では、第１リンク部材１０のカム形状を有する軸部１３の長径１３ａは、第２リンク部材２０の溝部２３の短径２３ｂ側に干渉することはなく、溝部２３の長径２３ａ方向に移動自在の状態となる。

一方、図５（ｃ）に示すように、第１リンク部材１０と第２リンク部材２０が一部重なるように、第１リンク部材１０と第２リンク部材２０が相対的に回転（図５（ｃ）中 矢印参照）すると、第１リンク部材１０のカム形状を有する軸部１３の長径１３ａが第２リンク部材２０の溝部２３の短径２３ｂ側に干渉する。軸部１３は弾性を有するエラストマー材料で形成されているために、溝部２３の短径２３ｂ側に干渉した状態で更に回転すると、軸部１３の長径１３ａは変形して溝部２３の短径２３ｂ側に嵌り込む状態となる。

（２）開閉構造の作用
図６は開閉部材１１０が閉じられている状態の第１リンク部材１０の軸部１３と第２リンク部材２０の溝部２３との関係を説明する図、図７は開閉部材１１０が開放位置へ移動し始めた状態の第１リンク部材１０の軸部１３と第２リンク部材２０の溝部２３との関係を説明する図、図８は開閉部材１１０が開放された状態の第１リンク部材１０の軸部１３と第２リンク部材２０の溝部２３との関係を説明する図である。
以下、図面を参照しながら、開閉部材１１０の開閉移動に伴う開閉構造１の作用について説明する。

図６に示すように、開閉部材１１０が閉じられている場合、第１リンク部材１０及び第２リンク部材２０は、連結部１ａで連結された状態で互いに重なるように折り畳まれている。そのために、連結部１ａの部分拡大図に示すように、第１リンク部材１０のカム形状を有する軸部１３の長径１３ａは、第２リンク部材２０の溝部２３の短径２３ｂ側に干渉することはなく、溝部２３の長径２３ａ方向に移動自在な状態となっている。
この状態で、開閉部材１１０を開放位置に移動させるために、開閉部材１１０を本体筐体Ｆの回転支持部Ｆｂを回転中心として回転させる場合、開閉構造１の連結部１ａには、ブレーキ力等は作用せず、通常の操作力で回転可能となっている。

開閉部材１１０が開放位置へ移動し始めた状態では、図７に示すように、第１リンク部材１０及び第２リンク部材２０は、連結部１ａで連結された状態で互いに重なるように折り畳まれた状態から、少し開脚した状態になる。このとき、第１リンク部材１０の軸部１３と第２リンク部材２０の溝部２３とは相対的に回転することになるが、カム形状を有する軸部１３の長径１３ａは、第２リンク部材２０の溝部２３の短径２３ｂ側に接触し始める状態にはなるが、干渉して嵌り込む状態にはなっていない。

係る状態から、開閉部材１１０を開放位置へ更に回転移動させると、第１リンク部材１０の軸部１３と第２リンク部材２０の溝部２３とは相対的に更に回転し、軸部１３の長径１３ａは変形して溝部２３の短径２３ｂ側に嵌り込むようになり、開閉部材１１０の開放操作にブレーキ力が作用する状態になる。

開閉部材１１０を開放位置へ回転移動させると、図８に示すように、第１リンク部材１０及び第２リンク部材２０は、連結部１ａで連結された状態で互いに延びて開放された開閉部材１１０を支える状態になる。このとき、エラストマー材料で形成された軸部１３の長径１３ａは変形して溝部２３の短径２３ｂ側に嵌り込んだ状態であり、開閉部材１１０の開放時の衝撃を緩和することができる。

「変形例」
図９（ａ）は変形例に係る第１リンク部材１０Ａを示す平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は変形例に係る第２リンク部材２０Ｂを示す平面図、図１０は変形例に係る第１リンク部材１０Ａの軸部１３Ａと変形例に係る第２リンク部材２０Ａの溝部２３Ａの寸法と連結を説明する図である。
変形例に係る開閉構造１Ａは、一端１０Ａａが開閉部材１１０に回転可能に支持された第１リンク部材１０Ａと、一端２０Ａａが本体筐体Ｆに回転可能に支持された第２リンク部材２０Ａと、からなり、第１リンク部材１０Ａと第２リンク部材２０Ａの各々の他端１０Ａｂ、２０Ａｂが回転可能かつ移動可能に連結されて構成されている。

第１リンク部材１０Ａは、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、 全体が板状で一方向に伸びる腕部１１の一端１０Ａａ側に回転支点１０ｃとなる軸部１２が突出して形成され、他端１０Ａｂ側にも軸部１２と反対側に熱可塑性エラストマー材料からなる軸部１３Ａが突出して形成されている。

第２リンク部材２０Ａは、図９（ｃ）に示すように、全体が板状で一方向に伸びる腕部２１の一端２０Ａａ側に回転支点２０ｃとなる軸部２２が突出して形成され、他端２０Ａｂ側には溝部２３Ａが厚み方向に貫通して形成されている。
溝部２３Ａは、第２リンク部材２０Ａの長手方向を長径２３Ａａとする長孔形状を有し、短径２３Ａｂが他端側に向かって漸次幅狭に形成されている。

第２リンク部材２０Ａの溝部２３Ａの短径２３Ａｂは、他端２０Ａｂ側と離れた位置では第１リンク部材１０Ａの軸部１３Ａの外形１３Ａａよりも広く、他端２０Ａｂ側では第１リンク部材１０Ａの軸部１３Ａの外形１３Ａａよりも狭くなるように形成されている。具体的には、図１０（ｂ）に示すように、溝部２３Ａの他端２０Ａｂ側と離れた位置では、第１リンク部材１０Ａの軸部１３Ａは溝部２３Ａに間隙を有して嵌り、他端２０Ａｂ側では、図１０（ｃ）に示すように、第１リンク部材１０Ａの軸部１３Ａは溝部２３Ａに干渉して嵌り込むようになっている。

このように、第１リンク部材１０Ａの軸部１３Ａが第２リンク部材２０Ａの溝部２３Ａに連結された開閉構造１Ａによれば、開閉部材１１０を閉位置から開放位置へ回転移動させる際に、第１リンク部材１０Ａと第２リンク部材２０Ａとは相対的に回転しながら移動し、軸部１３Ａの外形１３Ａａが第２リンク部材２０Ａの漸次幅狭になる溝部２３Ａに変形しながら嵌り込む。これにより、開閉部材１１０の開放操作にブレーキ力が作用する状態になり、開閉部材１１０の開放時の衝撃を緩和することができる。

図１１には、他の変形例に係る第１リンク部材１０Ｂの軸部１３Ｂと第２リンク部材２０Ａの溝部２３Ａの寸法と連結を示している。
第１リンク部材１０Ｂは、軸部１３Ｂが腕部１１と同様にＰＯＭ、ＡＢＳ、ＰＣ等の樹脂材料で形成され、外周部には金属材料からなるリング１４が装着されている。軸部１３Ｂの外径１４ａは、第２リンク部材２０Ａの溝部２３Ａが他端２０Ａｂ側と離れた位置では溝部２３Ａの短径２３Ａｂよりも小さく、他端２０Ａｂ側では溝部２３Ａの短径２３Ａｂよりも大きくなるように形成されている。

このように構成される開閉構造１Ｂによれば、開閉部材１１０を閉位置から開放位置へ回転移動させる際に、第１リンク部材１０Ｂと第２リンク部材２０Ａとは相対的に回転しながら移動し、軸部１３Ｂのリング１４の外形１４ａが第２リンク部材２０Ａの漸次幅狭になる溝部２３Ａに接触しながら嵌り込む。これにより、開閉部材１１０の開放操作にブレーキ力が作用する状態になり、開閉部材１１０の開放時の衝撃を緩和することができる。

本実施形態においては、画像形成装置１００の画像形成部を覆う開閉部材１１０と本体筐体Ｆとの間に設けられた開閉構造１、１Ａ、１Ｂについて説明したが、開閉部材としては、装置本体に対して折りたたみ可能に設けられた手差し給紙トレイや、画像形成装置１００の用紙搬送路を開閉可能に設けられた用紙搬送装置であってもよい。
また、装置本体としては、画像形成装置に限らず、開閉機構を有する電子機器等であってもよい。

１、１Ａ、１Ｂ・・・開閉構造
１０・・・第１リンク部材
１１・・・腕部
１２・・・軸部
１３、１３Ａ、１３Ｂ・・・軸部
１３ａ・・・長径
１３Ａａ、１４ａ・・・外径
２０、２０Ａ・・・第２リンク部材
２１・・・腕部
２２・・・軸部
２３、２３Ａ・・・溝部
２３ａ、２３Ａａ・・・長径
２３ｂ、２３Ａｂ・・・短径
１１０・・・開閉部材

Claims (9)

1. 装置本体に対して開閉可能な開閉部材と、
   前記開閉部材を前記装置本体に対して開閉可能に連結する連結部材と、を備え、
   前記連結部材は、一端側が前記開閉部材に回転可能に支持された第１リンク部材と、一端側が前記装置本体に回転可能に支持された第２リンク部材とが、各々の他端側が回転可能且つ移動可能に連結された開脚リンク構造を有し、前記第１リンク部材の他端側は開閉方向と交差する方向に突出し外周に前記第１リンク部材の長手方向を長径とするカム形状部が形成された軸部が、前記第２リンク部材の他端側に前記軸部の移動方向と交差する方向を短径にして形成された長孔に挿通されて移動可能に連結されている、
   ことを特徴とする開閉構造。
2. 前記開閉部材が閉鎖状態から開放状態に移行する際に、前記第１リンク部材の前記カム形状部の長径方向が前記第２リンク部材の長孔内で回転しながら前記長孔の短径方向に接触して嵌り込むように移動し、前記開閉部材の開閉移動の速度を減速させる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の開閉構造。
3. 前記カム形状部の長径は、前記長孔の短径よりも大きく形成されている、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の開閉構造。
4. 前記カム形状部は金属部品と樹脂部品を組み合わせて構成され、樹脂材料で形成された前記第２リンク部材の長孔内で回転することにより前記金属部品が前記長孔の短径方向に接触して嵌り込む、
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の開閉構造。
5. 前記カム形状部はエラストマー材料で形成され、樹脂材料で形成された前記第２リンク部材の長孔内で回転することにより前記長孔の短径方向に接触して嵌り込む、
   ことを特徴とする１ないし３のいずれか１項に記載の開閉構造。
6. 装置本体に対して開閉可能な開閉部材と、
   前記開閉部材を前記装置本体に対して開閉可能に連結する連結部材と、を備え、
   前記連結部材は、一端側が前記開閉部材に回転可能に支持された第１リンク部材と、一端側が前記装置本体に回転可能に支持された第２リンク部材とが、各々の他端側が回転可能且つ移動可能に連結された開脚リンク構造を有し、前記第１リンク部材の他端側は開閉方向と交差する方向に突出した軸部が、前記第２リンク部材の他端側に短径方向が前記他端側に向かって前記軸部の外形よりも漸次幅狭に形成された長孔に挿通されて移動可能に連結されている、
   ことを特徴とする開閉構造。
7. 前記開閉部材が閉鎖状態から開放状態に移行する際に、前記第１リンク部材の前記軸部が前記第２リンク部材の長孔内で前記長孔の短径方向に接触して嵌り込むように移動し、前記開閉部材の開閉移動の速度を減速させる、
   ことを特徴とする請求項６に記載の開閉構造。
8. 前記軸部は金属部品と樹脂部品を組み合わせて構成され、樹脂材料で形成された前記第２リンク部材の長孔内で移動することにより前記金属部品が前記長孔の短径方向に接触して嵌り込む、
   ことを特徴とする請求項６又は７に記載の開閉構造。
9. 前記軸部はエラストマー材料で形成され、樹脂材料で形成された前記第２リンク部材の長孔内で移動することにより前記長孔の短径方向に接触して嵌り込む、
   ことを特徴とする請求項６又は７に記載の開閉構造。

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