开合支撑装置及具备此开合支撑装置的设备的制作方法

本发明涉及一种适合用于开合并支撑盖体的开合支撑装置及使用此开合支撑装置的设备，盖体可例如是复印机的原稿压合板。

背景技术：

在公知技术中，复印机、扫描机或印刷机等办公机器通常包含接触玻璃、原稿压合板(下称盖体)及开合支撑装置(或称原稿压合板开合装置)，接触玻璃设置在办公机器的装置本体上，盖体用于将接触玻璃上载放的原稿压合至接触玻璃，以进行影印或印刷，开合支撑装置设置在装置本体与盖体之间，以使盖体进行开合。如日本专利公开公报第2015-001619号所记载，这类技术已广为众人所知。上述的开合支撑装置是一种铰链机构，此铰链机构将盖体可转动地轴枢支撑在铰链杆的周围。当盖体处在闭合状态时，上述铰链机构使盖体压合在装置本体上表面所设的接触玻璃上，当盖体开启时，上述铰链机构可令操作者在不会感觉到盖体原先重量的情况下开启盖体，且在特定的开合角度范围内可使盖体保持停止，以避免盖体自然而然地落下。

上述这类开合支撑装置包含组装元件、支撑元件及弹性元件，组装元件组装于装置本体，支撑元件用于支撑盖体并通过铰链杆可转动地设置于组装元件，弹性元件容纳在组装元件内并设置在支撑元件与组装元件之间，迫使支撑元件往开启方向转动。其中，组装元件可分类为两种，其中一种平躺组装于装置本体的后端部上表面，另一种则直立组装于装置本体的上端部后表面，本发明是属于后者。

当组装元件采用后者时，开合支撑装置的结构虽然较简单，但如图6(A)所示，为了迫使支撑元件相对组装元件往上方转动，组装元件内容纳的弹性元件的施力点是设置在铰链杆的前侧。此时，铰链杆相对于装置本体是位于后方，通过支撑元件可转动地组装于铰链杆的盖体将产生更大的闭合转矩，因此，这类开合支撑装置通常需使用弹簧负载较大的弹性元件以提供足够的转动致动力，且难以缩小开合支撑装置的体积。

技术实现要素：

有鉴于上述课题，本发明的目的在于提供一种盖体用的开合支撑装置，其将弹性元件提供的使支撑元件往上转动的施力点设置在铰链杆的后侧，使铰链杆的位置靠近装置本体所在的一侧，由此大幅降低装置本体与盖体之间产生的间隙。另外，相较于公知的开合支撑装置，本发明的开合支撑装置只需使用弹簧负载小的弹性元件即可提供足够的转动致动力，因此还能够缩小开合支撑装置的体积。

为达上述目的，本发明的一种开合支撑装置是设置在设备的装置本体与盖体之间，盖体相对装置本体进行开合。其中，开合支撑装置包含组装元件、支撑元件、第一弹簧壳、第二弹簧壳及弹性元件。组装元件直立组装于装置本体的上端部后表面，支撑元件组装至盖体并可转动地轴枢支撑于铰链杆，铰链杆设置于组装元件中靠近装置本体的一侧，第一弹簧壳容纳并固定于组装元件内，第二弹簧壳容纳于第一弹簧壳内，第二弹簧壳的上端部通过第一连结销可摆动地链接于支撑元件中夹设铰链杆的后侧，弹性元件弹性设置在第一弹簧壳与第二弹簧壳之间。第一弹簧壳的上端部组装有第二连结销，第二连结销卡合于第二弹簧壳两侧所设的导引长孔。

在一个实施例中，支撑元件具有组装板部，组装板部呈板状并插入固定至盖体后端部所设的组装孔。

另外，为达上述目的，本发明的设备中使用了上述实施例记载的开合支撑装置。

承上所述，本发明的开合支撑装置的特征在于，弹性元件施加至支撑元件的致动力的施力点是位在铰链杆的后方，因此可使铰链杆更靠近装置本体所在的一侧，并能够减低铰链杆周围产生的转动力矩。由此，相较于公知技术，本发明只需使用弹簧负载较小的小型弹性元件即可提供足够的转动致动力，不仅能够缩小开合支撑装置的体积并减轻重量，还能够达到节省成本的效果。

其次，在本发明一个实施例中，支撑元件的构造变得更加简单，由此将能够进一步缩小开合支撑装置的体积并减轻重量。

另外，本发明的设备的特征在于使用了上述的开合支撑装置，由此将能够进一步降低制造成本。

附图说明

图1为使用本发明的开合支撑装置的复印机斜视图。

图2为使用本发明的开合支撑装置链接装置本体与盖体的状态示意图，其中(A)表示盖体合上的状态，(B)表示盖体开启的状态。

图3为本发明的开合支撑装置的扩大斜视图。

图4为本发明的开合支撑装置的分解斜视图。

图5A为本发明的开合支撑装置的运作状态的前视示意图，其中(A)表示盖体合上的状态，(B)表示盖体开启至中间开启角度的状态，(C)表示盖体完全开启的状态。

图5B为本发明的开合支撑装置的运作状态的剖面示意图，其中(A)表示盖体合上的状态，(B)表示盖体开启至中间开启角度的状态，(C)表示盖体完全开启的状态。

图6为公知的开合支撑装置与本发明的开合支撑装置的构造说明简图，其中(A)表示公知的构造，(B)表示本发明的构造。

具体实施方式

以下将以开合支撑装置应用于复印机的原稿压合板的情况为例，对本发明的实施例加以说明。需特别说明的是，本发明的开合支撑装置只需在考虑原稿压合板(盖体)的重量、功能和构造的情况下对设计稍作变更，即可直接应用在复印机以外的办公机器上，例如列表机、扫描机或是印刷机。另外，本发明的开合支撑装置也可直接应用在原稿压合板以外的盖体(例如墨盒的墨水容纳部的外盖、马桶座或是马桶盖)上。因此，本发明此处是将原稿压合板简称为盖体，并将使用此盖体的机器另称为设备。

图1为复印机1的整体斜视图，复印机为设备的其中一例，且也称为影像形成装置。本发明于此是令图中复印机1的前后方向为Y轴方向，令左右方向为X轴方向，令垂直方向为Z轴方向，并以此为前提进行以下说明。在本发明中，复印机1包含装置本体2与盖体(原稿压合板)3，本发明的盖体(原稿压合板)3用于将原稿(图未显示)压合至装置本体2的接触玻璃4上，盖体(原稿压合板)3的开合支撑装置5、5具有左右成对的构造。其中，特别如图1所示，开合支撑装置5、5将盖体3的后方两处可开合地链接支撑于装置本体2的后方上端。另外，盖体3可分类为两种，其中一种包含公知的原稿自动传送装置(图未显示)，另一种则不包含原稿自动传送装置。本发明的开合支撑装置5、5虽可应用在上述任一种盖体上，但较适合用于不包含原稿自动传送装置的盖体3，因为此种盖体重量较轻且可通过对自身进行凹折等方式来处理较厚重的原稿。由于开合支撑装置5、5的构造相同，故以下只对其中一方的构造进行说明，但另一方也可因应需求任意采用不同的构造。

图2的(A)和(B)为开合支撑装置5对复印机1的组装状态斜视图，图3为开合支撑装置5的扩大斜视图。开合支撑装置5包含组装元件6与支撑元件7，支撑元件7通过铰链杆8支撑于组装元件6，且支撑元件7可任意往Z轴方向转动。如图2所示，组装元件6组装于装置本体2的上端部后表面2a，且铰链杆8组装于组装元件6的上端部。支撑元件7插入至盖体3其后端面上形成的组装孔3a内，以通过组装孔3a将支撑元件7固定于盖体3。在上述构造中，当支撑元件7以铰链杆8为中心转动时，开合支撑装置5将在盖体3覆盖接触玻璃4的闭合状态与立起盖体3使接触玻璃4外露的开启状态之间进行开合，其中，闭合状态已绘示于图2(A)，开启状态已绘示于图2(B)。

图4为开合支撑装置5的分解斜视图。更详细来说，开合支撑装置5包含组装元件6、支撑元件7、铰链杆8、第一弹簧壳9、第二弹簧壳10以及弹性元件11。其中，支撑元件7的后端部通过铰链杆8可转动地链接于组装元件6的上端部，第一弹簧壳9可摆动且可滑动地容纳在组装元件6内，第二弹簧壳10容纳在第一弹簧壳9内，弹性元件11弹性设置在第一弹簧壳9与第二弹簧壳10之内，且弹性元件11是由一对压缩线圈弹簧11a与11b构成。

组装元件6是对不锈钢等材质的金属板进行冲压加工而制成。组装元件6包含背板部6a、位于左右两侧的侧板部6b、6b、组装板部6c、6c及底板部6d，背板部6a位在装置本体2的Y轴方向上，侧板部6b、6b是从背板部6a的两端往前侧Y轴方向弯折至约略呈垂直状态而形成，组装板部6c、6c是从各侧板部6b、6b的端部往外侧X轴方向弯折而形成，底板部6d连接背板部6a与侧板部6b、6b的下端，且底板部6d的前侧具有曲折部6j。背板部6a、位于左右两侧的侧板部6b、6b以及底板部6d于内侧定义出容纳部6e，第一弹簧壳9与第二弹簧壳10容纳在容纳部6e之内。

进一步地，组装元件6中各侧板部6b、6b的上端部分别设有往前侧Y轴方向突出的连结部6f、6f，连结部6f、6f上设有供铰链杆8使用的第一连结孔6g、6g，组装板部6c、6c通过图未显示的组装螺钉固定于装置本体2的上端部后表面2a，由此可如图6(B)所示，避免铰链杆8的组装位置与装置本体2的上端部后表面2a之间产生间隙。另外，上述设计还能够减低铰链杆8转动而产生的转动力矩，因而能够使用弹簧负载较小的弹性元件11，以实现开合支撑装置5小型化及轻量化的目的。进一步地，图中各组装板部6c、6c上所示的符号6h是组装孔，其用于将组装元件6组装至装置本体2，图中各侧板部6b、6b下方所示的符号6i、6i则是第四连结孔，具有凸缘部19a的第三连结销19插入贯通于第四连结孔6i、6i。另外，在本实施例中，装置本体2的上端部后表面2a与铰链杆8在Z轴方向上的间隙为零，但在其他实施例中，也可以将此间隙任意变更为负值。

接着，支撑元件7同样是对不锈钢等材质的金属板进行冲压加工而制成。支撑元件7包含呈板状的组装板部7a及一对侧板部7b、7b(图中仅显示其中一方)，侧板部7b、7b是从组装板部7a的两端往下侧Z轴方向弯曲而形成，且侧板部7b、7b上分别设有往后侧Y轴方向突出的动作板部7c、7c。组装板部7a上形成有三个组装孔7d、7d、7d，如图2(A)所示，图未显示的螺丝插入贯通组装孔7d、7d、7d，并插入盖体3其背侧端面上形成的组装孔3a，而将支撑元件7锁合在盖体3上。进一步地，组装板部7a的后方还形成有一对补强肋条7e、7e，补强肋条7e、7e用于补强强度，并且是通过冲压加工而形成。另外，从组装板部7a的两端弯曲形成的侧板部7b、7b也能够达到对组装板部7a补强强度的效果。

侧板部7b、7b上设有轴承孔7f、7f，且动作板部7c、7c上设有第二连结孔7g、7g，其中，轴承孔7f与7f是分别设置在彼此面对的位置上。组装元件6上组装的铰链杆8连结于侧板部7b、7b上的轴承孔7f与7f，且第二弹簧壳10通过第一连结销12连结于第二连结孔7g、7g。

支撑元件7其侧板部7b、7b所设的轴承孔7f、7f上组装有一对不可转动的轴承元件14、14，各轴承元件14、14的其中一端分别具有凸缘部14a、14a，并具有从各凸缘部14a、14a往轴方向外围设置的凸部14b、14b，各凸部14b、14b用于止转。铰链杆8插入贯通并轴枢承受于轴承元件14、14，且铰链杆8也插入贯通间隔元件15、15，各间隔元件15、15呈筒状并设置在组装元件6的侧板部6b与6b之间。铰链杆8的其中一端具有凸缘部8a，另一端则进行密合以避免脱落。另外，在其他实施例中，也可以使用E型环来取代密合的方式。除此之外，各轴承孔7f、7f(图中仅显示其中一方)上还设有卡止沟7h、7h(图中仅显示其中一方)，卡止沟7h、7h与设置于轴承元件14、14的凸部14b、14b相互卡合。另外，各第二连结孔7g、7g上也设有卡止沟7j、7j，卡止沟7j、7j与后述的轴承元件16、16的凸部16b、16b(图中仅显示其中一方)相互卡合，其中轴承元件16、16具有凸缘部16a、16a。

另外，第一弹簧壳9同样是对不锈钢等材质的金属板进行冲压加工而制成，且第一弹簧壳9容纳在组装元件6的容纳部6e之内。第一弹簧壳9的前表面一侧具有前板部9a，且第一弹簧壳9还包含一对侧板部9b、9b及上板部9c，侧板部9b、9b是将前板部9a的左右两端往后侧Y轴方向弯曲至垂直状态而构成，且上板部9c是从前板部9a的上端部往后侧Y轴方向弯折而形成。上板部9c具有一对向下设置的圆凸部9d、9d，各圆凸部9d、9d嵌入至压缩线圈弹簧11a、11b的上端部，以稳定上述压缩线圈弹簧11a、11b的设置状态。各侧板部9b、9b中比上板部9c更上方的位置设有一对第三连结孔9e、9e，且各侧板部9b、9b的下端设有第五连结孔9f、9f(图中仅显示其中一方)。同时，第五连结孔9f、9f上也设有卡止沟9g、9g(图中仅显示其中一方)，卡止沟9g、9g与轴承元件18、18的凸部18b、18b相互卡合。第三连结孔9e、9e是设置在与上板部9c的上表面呈无段差状态的位置上，具有凸缘部13a的第二连结销13穿过第三连结孔9e、9e，且第二连结销13的外缘接触上板部9c，由此防止上板部9c因弹性元件11的弹力而往上方弯曲。在本实施例中，第二连结销13的其中一端具有凸缘部13a，另一端则进行密合以防止脱落，但在其他实施例中，也可以使用E型环来取代密合的方式。

其中，具有凸缘部18a、18a及凸部18b、18b的轴承元件18、18组装于第五连结孔9f、9f，第三连结销19链接于组装元件6其两侧板部6b、6b所设的第四连结孔6i、6i，且第三连结销19穿过轴承元件18、18，使第一弹簧壳9可摆动地链接在组装元件6的容纳部6e之内。在本实施例中，第三连结销19的其中一端具有凸缘部19a，另一端则进行密合以防止脱落，但在其他实施例中，也可以使用E型环来取代密合的方式。

第二弹簧壳10同样是对不锈钢等材质的金属板进行冲压加工而制成，第二弹簧壳10容纳在第一弹簧壳9之内，并与第一弹簧壳9共同容纳在组装元件6所设的容纳部6e之内。第二弹簧壳10包含背板部10a、一对侧板部10b、10b及底板部10c，背板部10a位于第二弹簧壳10的背面并与组装元件6的背板部6a重迭，侧板部10b、10b是将背板部10a的左右两端往前侧Y轴方向弯曲至垂直状态而构成，底板部10c则设置在背板部10a与侧板部10b、10b的下端。底板部10c具有一对向上设置的圆凸部10d、10d，各圆凸部10d、10d嵌入至压缩线圈弹簧11a、11b的下端部，以稳固上述压缩线圈弹簧11a、11b的设置位置。

进一步地，底板部10c的前侧还设有高度较低的挡板部10e，各侧板部10b、10b的下端往内侧弯折而从下侧支撑底板部10c，由此防止底板部10c因弹性元件11的弹力而往下方弯曲。另外，侧板部10b、10b还设有一对位于上方的导引长孔10f、10f，且侧板部10b、10b的上端设有一对第六连结孔10g、10g。具有凸缘部12a的第一连结销12穿过支撑元件7其第二链接孔7g、7g上组装的轴承元件16、16及间隔元件17、17而链接于第六连结孔10g、10g，同时，第二连结销13穿过第一弹簧壳9的第三连结孔9e、9e并穿过导引长孔10f、10f，以卡合于第一弹簧壳9。第二弹簧壳10除了容纳在第一弹簧壳9内以外，同时也可旋转且可滑动地链接于支撑元件7的后端。

另外，弹性元件11是由在第一弹簧壳9与第二弹簧壳10内并排设置的一对压缩线圈弹簧11a、11b构成，详言之，弹性元件11是弹性设置在第一弹簧壳9的上板部9c与第二弹簧壳10的底板部10c之间，迫使连结于第二弹簧壳10其侧板部10b、10b上端的支撑元件7往上方转动。在本实施例中，弹性元件11虽是由一对压缩线圈弹簧11a、11b构成，但弹性元件也可以只由一个弹簧构成，或是将两个压缩线圈弹簧沿轴方向重迭而使用。相较于公知技术的构造，本发明的铰链杆8离装置本体所在的一侧较近，因此，铰链杆8周围产生的转动力矩变小，进而能够使用弹簧负载较小的小型压缩线圈弹簧。另需补充的是，在其他实施例中，也可以使用拉伸线圈弹簧作为弹性元件11。

接下来依据图2所示的斜视图及图5A、图5B所示的运作图，对本发明上述构造的开合支撑装置5的作用加以说明。其中，图5A为开合支撑装置5的前视运作图，图5B为图5A所示状态的侧剖面运作图。图2(A)及图5A、图5B的左侧图(A)表示盖体3为闭合状态时的开合支撑装置5的状态。在此状态下，盖体3覆盖于接触玻璃4，并通过其自身重量压合在接触玻璃4上。同时，在此状态下，链接于支撑元件7的第一链接销12是位在最上方，且第二连结销13则是位在导引长孔10f、10f内的最下方。换句话说，连结于第二连结销13的第二弹簧壳10将与第一弹簧壳9共同作用，使由压缩线圈弹簧11a、11b构成的弹性元件11在上板部9c与底板部10c之间形成压缩幅度最大的状态。于此，当抬起盖体3时，如图5A及图5B的中央图(B)所示，支撑元件7将沿顺时针方向往上方转动。此时，随着支撑元件7往上方转动，第一连结销12将以铰链杆8为支点往下方(Z轴负方向)旋转移动，同时，第二连结销13也将在导引长孔10f、10f内往上方移动。由此，由压缩线圈弹簧11a、11b的弹力产生的转动致动力将能够使盖体3在不会受到其自身重量影响的状态下开启。

进一步地，当上推盖体3而达到最大幅度的开启状态时，如图2(B)及图5A、图5B的右侧图(C)所示，支撑元件7约略处于垂直状态，第一连结销12将旋转移动至最下方的位置，同时第二链接销13也将沿导引长孔10f、10f移动至最上方的位置。此时，压缩线圈弹簧11a、11b将维持在压缩状态并伸展至最大幅度，且支撑元件7的开启角度将因第二连结销13抵接于导引长孔10f、10f的上端而受到限制。反之，当要合上已经开启的盖体3时，盖体3将通过与上述说明相反的作用而合上。此时，由压缩线圈弹簧11a、11b构成的弹性元件11将受到压缩而减缓盖体3的落下速度，因此可避免盖体3急剧落下而合上。当盖体3闭合至特定角度后，盖体3的重量将胜过弹性元件11的弹力，使盖体3自动闭合而如上所述地压合至接触玻璃4。

另外，图6(A)为公知的开合支撑装置51的构造说明简图，图6(B)为本发明的开合支撑装置5的构造说明简图。如图6(A)所示，公知的开合支撑装置51是在铰链杆81与装置本体21之间设置由弹性元件111提供的施力点，并使弹性元件111产生的弹力作用在铰链杆81与装置本体21之间，因此，铰链杆81与装置本体21的上端部后表面21a之间需预留较长的距离La，且铰链杆81与受压元件122之间还存在比铰链杆81位于更前方的距离Ma。装置本体21至铰链杆81的距离越长，通过弹性元件111的弹力而以铰链杆81为中心产生的转动力矩就越大，因此，当组装于支撑元件71的盖体(图未显示)相对于装置本体21进行开启操作时，由于铰链杆81与装置本体21之间的距离La较长，铰链杆81周围产生的转动力矩也随之变大，因此需使用弹簧负载较大的弹性元件111。相较之下，如图6(B)所示，在本发明的开合支撑装置5中，铰链杆8与装置本体2之间的距离Lb为零，比上述图6(A)所示的距离La更短，因此，当组装于支撑元件7的盖体(图未显示)开启时，可减少铰链杆8周围产生的转动力矩。因此，只要使用弹簧负载较小的弹性元件11即可符合本发明的需求，使开合支撑装置的体积更小。

通过上述构成，本发明的开合支撑装置可使盖体与铰链杆之间在开启时产生的间隙减小，或使上述间隙为零或负值，由此可使铰链杆更靠近装置本体所在的一侧，并能够减低铰链杆周围产生的转动力矩。因此，本发明的开合支撑装置不需使用弹簧负载大的弹性元件，也能够控制铰链杆周围产生的转动力矩，即使缩小开合支撑装置的体积也能够对盖体提供充足的转动致动力。另外，本发明的开合支撑装置可应用在复印机、列表机、扫描机或印刷机等构造上需要开合支撑装置的设备上。