JP5650912B2 - 穿孔装置 - Google Patents

Description

本発明は、パンチとダイとによりシート状の被穿孔材に孔を明ける穿孔装置に係り、例えば、複写機，プリンタ，ファクシミリ及びこれらの複合機等の画像形成装置本体に付設され、又は印刷機に装備されて好適な穿孔装置に関する。

従来、シート状の被穿孔材に複数の孔を明ける穿孔装置として、被穿孔材に明けるべき孔の数に応じた数のパンチを有する構成が知られている。例えば、慣用のバインダーに綴じるべく、Ａ４用紙では３０個の孔を、Ｂ５用紙では２６個の孔を明けるが、従来の穿孔装置は、この孔の数と同じ数のパンチを備えていた。また、これら多数のパンチを同時に駆動して、全ての孔を同時に明けるためには大きな力が必要となる。このため、このような力を低減する構成も知られている（例えば、特許文献１、２参照）。

このうちの特許文献１には、明けるべき孔と同数のパンチと、これら各パンチを下降させる機構を備え、孔明けに要する力を低減すべく、パンチを下降させる機構として、中央部が両端部よりも突出した凸状のものを使用した構成が記載されている。また、特許文献２には、パンチの配列方向に沿って移動するスライダを有し、このスライダ内に設けた案内溝に各パンチにそれぞれ設けた作動ピンを係合させ、スライダを移動させることにより、案内溝と作動ピンとの係合に基づき、各パンチを順次昇降させる構成が記載されている。

特開平１０−１５８９９号公報 特開平７−６０６９５号公報

上述の特許文献１、２に記載された構成の場合、孔明けに要する力を低減できるが、明けるべき孔と同数のパンチを有しているため、部品点数が多く、製造及び組立コストが嵩むことが避けられない。また、パンチの数だけ孔が明けられてしまうため、任意に孔を明ける個所を指定することはできない。例えば、上述のようにＡ４で３０孔、Ｂ５で２６孔とする場合以外に、離隔した２個所に孔を明ける場合があるが、上述の従来構成の場合には、このようなことはできない。なお、特許文献２に記載された構成の場合、スライダを移動させることにより孔を明けるが、スライダを移動させるとその移動させた分だけ孔が明いてしまうため、例えば、任意の位置にスライダを移動させてこの位置のみで孔を明けることはできない。

本発明は、このような事情に鑑み、孔明けに要する力を低減できる構造で、部品点数を少なくでき、且つ、任意の位置で被穿孔材に孔を明けることが可能な穿孔装置を提供することを目的とする。

本発明は、軸方向に往復動するパンチ（５）と、該パンチ（５）と軸方向に対向して配置されるダイ（６）と、を備え、該パンチ（５）及びダイ（６）によりシート状の被穿孔材（Ｓ）に複数の孔を明ける穿孔装置において、
複数の前記パンチ（５）及び該パンチ（５）と同数の前記ダイ（６）を保持するホルダ（２、５０）と、
前記ホルダ（２、５０）を被穿孔材（Ｓ）に明けるべき複数の孔の配列方向に移動させる移動手段（１６）と、
回転軸（３０ａ、４０ａ）が前記配列方向と平行に配置され、前記パンチ（５）の一部（５ｂ）と係合して該パンチ（５）を前記ダイ（６）に向けて移動させる位置から、前記ホルダ（２、５０）の移動の際に前記パンチ（５）に干渉しない位置までの間を回転する偏心カム（３０、４０）と、該偏心カム（３０、４０）を回転駆動する駆動源（１７ａ）と、を有し、前記パンチ（５）の移動位置に拘らず該パンチ（５）を前記ダイ（６）に向けて移動させて被穿孔材（Ｓ）に孔を明ける駆動手段（１７）と、
前記パンチ（５）を前記ダイ（６）と反対方向に移動させる復帰手段（１２ａ〜１２ｃ）と、
前記偏心カム（３０、４０）の回転位置を検知する回転検知手段（１７ｃ）と、
前記回転検知手段（１７ｃ）の検知に基づき前記駆動源（１７ａ）を制御する制御手段（１８）と、を有し、
前記偏心カム（３０、４０）は、偏心方向の位相が異なる複数のカム部（３１、３２、３３）を有し、
前記偏心カム（３０、４０）の回転により、前記複数のカム部（３１、３２、３３）が前記複数のパンチ（５）の一部（５ｂ）とそれぞれ位相がずれた状態で係合し、
前記移動手段（１６）により前記ホルダ（２、５０）を移動して前記パンチ（５）の位置を被穿孔材（Ｓ）に対し移動させることにより、前記ホルダ（２、５０）に保持された前記パンチ（５）の数よりも多い孔を、被穿孔材（Ｓ）に明けることを可能としたことを特徴とする穿孔装置にある。

好ましくは、前記ホルダ（２、５０）に配置され前記パンチ（５）を案内するガイド孔（７ａ）と、該パンチ（５）の外周面と該ガイド孔（７ａ）の内周面との何れか一方に、該パンチ（５）の軸方向に対し傾斜するように形成されたガイド溝（１１ａ）と、前記外周面と内周面との他方に突設し、該ガイド溝（１１ａ）と係合する突起部（１１ｂ）と、を有し、
前記パンチ（５）は、軸方向の往復動の際に前記突起部（１１ｂ）と前記ガイド溝（１１ａ）との係合に基づいて回転する。

また、より具体的な構成として好ましくは、前記復帰手段（１２ａ〜１２ｃ）は、前記パンチ（５）を前記ダイ（６）と反対方向に付勢する付勢手段（１２ｃ）を有する。

更に好ましくは、前記ホルダ（２、５０）の移動位置を検知する移動検知手段（１６ｃ）を有し、
前記制御手段（１８）は、前記移動検知手段（１６ｃ）の検知に基づき前記移動手段（１６）を制御する。

なお、上記カッコ内の符号は図面と対照するためのものであるが、これにより請求項の記載に何等影響を及ぼすものではない。

本発明によれば、複数のパンチを保持したホルダを移動させることにより、任意の位置で孔明けが可能である。また、パンチの数を明けるべき孔の数よりも少なくできるため、孔明けに要する力を低減できると共に、部品点数を少なくでき、製造及び組立コストの低減を図れる。また、駆動源の回転力を偏心カムを介してパンチをダイに向けて移動させているため、構成が簡単で、且つ、スペース効率が良い。また、複数のパンチを位相をずらして駆動することができるため、孔明けに要する力をより低減できる。また、特定のパンチのみを駆動させることも可能となる。更に、偏心カムの回転を適切に制御できるため、例えば、ホルダの移動時に偏心カムがパンチと干渉する位置となることを防ぐことができ、自動で任意の孔明け作業を行える。

請求項２に係る本発明によれば、パンチを回転させる駆動源を別途設ける必要がないため、効率良く孔明けを行うことができると共に、省動力化を図れる。

請求項３に係る本発明によれば、付勢手段によりパンチを復帰させているため、構成が簡単で、且つ、スペース効率が良い。

請求項４に係る本発明によれば、ホルダの移動位置を適切に制御できるため、任意の位置の孔明け作業を自動で行える。

参考例に係る穿孔装置の要部を示す概略構成断面図。 その概略構成正面図。 第１の実施形態に係る穿孔装置の要部を示す概略構成断面図。 その概略構成正面図。 第２の実施形態に係る穿孔装置の一部を拡大して示す図。

＜参考例＞
本発明に係る参考例について、図１及び図２を用いて説明する。穿孔装置１は、シート状の被穿孔材Ｓに明けるべき複数の孔の配列方向（図１の表裏方向、図２の左右方向）に沿って移動自在なホルダ２と、ホルダ２の上側に、その回転軸が複数の孔の配列方向と平行に配置された偏心カム３と、ホルダ２の下側にこの配列方向と平行に配置されたガイドビーム４と、を有する。

ホルダ２は、１又は複数のパンチ５と、このパンチ５と軸方向に対向して配置されこのパンチ５と同数のダイ６とを、それぞれ保持している。なお、パンチ５及びダイ６は、例えば１ないし３個配置される。また、パンチ５及びダイ６が複数配置される場合には、これらパンチ５及びダイ６は、被穿孔材Ｓに明けるべき複数の孔の配列方向に並べて配置される。また、ホルダ２の配列方向の幅は、保持するパンチ５及びダイ６の数に応じた大きさとする。したがって、ホルダ２の配列方向の幅は、被穿孔材Ｓの幅よりも十分に小さい。

また、ホルダ２は、パンチ５を保持するパンチ保持部７と、ダイ６を保持するダイ保持部８と、これらパンチ保持部７とダイ保持部８とを連結する連結部９とから構成される。また、パンチ保持部７とダイ保持部８との間には所定の間隔の隙間１０が存在する。この隙間１０内には、送りローラ１０ａなどにより１枚ないし複数枚のシート状の被穿孔材Ｓの端部を進入させる。なお、複数枚の被穿孔材Ｓを送る場合には、これら複数枚の被穿孔材Ｓを両側から１対のローラなどにより挟持して、これら両ローラを挟持したまま移動させることにより行っても良い。また、被穿孔材Ｓは、隙間１０内への進入時又は進入前に、図示しない斜行補正手段により、斜行及び幅方向の位置を規制する。何れにしても、連結部９は、被穿孔材Ｓが進入する側と反対側に配置する。そして、被穿孔材Ｓの先端を連結部９に突き当てることにより被穿孔材Ｓの端部を揃えるようにしている。また、隙間１０は、ホルダ２の配列方向両端側にも開口している。

パンチ保持部７には、パンチ５の数に応じたガイド孔７ａを形成している。このガイド孔７ａは、パンチ５の軸方向にパンチ保持部７を貫通するように形成され、このパンチ５の軸方向移動を案内している。本参考例の場合、パンチ５を断面円形としているため、ガイド孔７ａもパンチ５の外径よりも僅かに大きい内径を有する断面円形としている。また、ガイド孔７ａの内周面には、パンチ５の軸方向に対し傾斜するように形成されたガイド溝１１ａを形成している。また、パンチ５の外周面には、ガイド溝１１ａと係合する突起部１１ｂを突設している。これにより、パンチ５は、軸方向の往復動の際に、ガイド溝１１ａと突起部１１ｂとの係合に基づいて回転する。例えば、パンチ５が下降する際に、図１の矢印α方向に回転し、パンチ５が上昇する際に、この矢印αと反対方向に回転する。

なお、ガイド溝１１ａ及び突起部１１ｂの位置関係は逆であっても良い。即ち、突起部１１ｂをガイド孔７ａの内周面に、ガイド溝１１ａをパンチ５の外周面に形成しても良い。何れにしても、パンチ５を回転させる駆動源を別途設ける必要がないため、効率良く孔明けを行うことができると共に、省動力化を図れる。

また、ガイド溝１１ａの長さ及び傾斜角度は、パンチ５の移動範囲に応じて定める。例えば、パンチ５が隙間１０内に進入する被穿孔材Ｓと干渉しない上昇位置と、パンチ５がダイ６内に進入して被穿孔材Ｓに孔を明ける下降位置との間を、このパンチ５が回転しつつ移動可能とする。特に、上昇位置では、それ以上パンチ５が上昇するのを防止できるようにガイド溝１１ａを形成する。即ち、ガイド溝１１ａの端部と突起部１１ｂとの係合により、それ以上パンチ５が上昇するのを防止する。これにより、上昇位置で後述する偏心カム３との干渉を防止する。

上述のようにガイド孔７ａ内を回転しながら往復動するパンチ５は、先端部（図１の下端部）に刃先部５ａを、基端部（図１の上端部）に球面部５ｂを、それぞれ有する。このうちの刃先部５ａは、Ｖ字状に切欠かれ、被穿孔材の所定位置に孔を形成する。また、球面部５ｂは、パンチ５の基端面に球５ｃを一部が突出するように埋め込むことにより構成され、後述する偏心カム３と係合する。なお、この球面部５ｂは、パンチ５の基端面を球面状に形成することにより設けることもできる。

また、パンチ５の長さはガイド孔７ａの長さよりも十分に長く、パンチ５が下降位置に位置しても基端側（図１の上側）がガイド孔７ａよりも突出するようにしている。また、パンチ５の基端部には鍔部１２ａを設けている。一方、パンチ保持部７の上面でガイド孔７ａの周囲部分には鍔部１２ｂを固定している。そして、これら両鍔部１２ａ、１２ｂの間に、付勢手段であるばね１２ｃを弾性的に圧縮した状態で配置している。このばね１２ｃはパンチ５の基端側でガイド孔７ａから突出した部分の周囲に配置される。したがって、パンチ５は、ばね１２ｃの弾性復元力により図１の上側に付勢される。この構成により、パンチ５をダイ６と反対方向、即ち、図１の上側に移動させる復帰手段を構成している。

また、ダイ６は、断面円形に形成され、ダイ保持部８を貫通するようにパンチ５と同心に配置されている。ダイ保持部８は連結部９によりパンチ保持部７と固定されているため、後述するホルダ２の移動に拘らず、パンチ５とダイ６との同心は維持される。このようにパンチ５と同数のダイ６をホルダ２に保持すれば、パンチ５とダイ６との中心軸を一致させ易く、高品質な孔形状を得られる。また、ダイ保持部８の下面には、次述するガイドビーム４の上面に配置されたレール１３に係合するレール溝８ａを、被穿孔材に明けるべき複数の孔の配列方向に形成している。このレール溝８ａは、ダイ保持部８の下面で配列方向両端部に開口するように形成される。

また、ガイドビーム４は、被穿孔材に明けるべき複数の孔の配列方向と平行に配置され、被穿孔材Ｓの幅（用紙幅、図２）よりも僅かに大きい。このようなガイドビーム４は、図２に示すように、ガイドビーム４の配列方向両側に配置されたフレーム１４ａ、１４ｂに固定される。また、ガイドビーム４の上端面には、２本のレール１３を配列方向全体に亙って、互いに平行に設けている。また、ガイドビーム４の内部には、配列方向に亙って形成される空間４ａが存在する。この空間４ａは、２本のレール１３同士の間に開口する開口部４ｂを有する。この開口部４ｂはダイ６の下側の開口と対向し、ダイ６から排出される屑１５ａをこの開口部４ｂを通じて空間４ａ内に案内している。この空間４ａ内には屑トレイ１５を配置し、空間４ａ内に排出された屑１５ａを溜めるようにしている。屑トレイ１５は、ガイドビーム４から取り出し可能とし、屑トレイ１５に溜まった屑１５ａを処理可能としている。

また、ホルダ２は、レール１３に沿って移動可能であるが、本参考例の場合、ホルダ２を移動させる移動手段１６を有する。この移動手段１６は、図２に示すように、フレーム１４ａに固定されるモータ１６ａと、モータ１６ａにより回転駆動するベルト１６ｂを有する。このベルト１６ｂは、無端状で、モータ１６ａの回転軸に固定された駆動プーリと、モータ１６ａを設けた側と反対側のフレーム１４ｂに回転自在に支持された従動プーリとに掛け渡される。この状態で、ベルト１６ｂの駆動プーリと従動プーリとの間が配列方向と平行となる。なお、駆動プーリとモータ１６ａの回転軸との間には減速機構を設けても良い。

また、ベルト１６ｂの一部はホルダ２に固定される。本参考例の場合、図１に示すように、パンチ保持部７の連結部９と反対側の側面に固定されている。具体的には、ホルダ２の側面に形成した凹部２ａ内にベルト１６ｂの一部を配置すると共に、抑え板２ｂをこのベルト１６ｂの一部を覆うようにホルダ２の一部にねじなどにより固定する。これにより、ベルト１６ｂの一部を凹部２ａと抑え板２ｂとにより挟持して、このベルト１６ｂの一部をホルダ２に固定している。なお、このベルト１６ｂのホルダ２への固定は、接着などその他の手段により行っても良い。また、この固定位置は、他の位置とすることもできる。何れにしても、モータ１６ａを駆動してベルト１６ｂを回転させることにより、このベルト１６ｂの一部に固定したホルダ２が、レール１３に沿って、図２に矢印β方向に移動する。

また、本参考例の場合、ホルダ２の移動位置を検知する移動検知手段である回転検知センサ１６ｃを有する。この回転検知センサ１６ｃは、例えば、モータ１６ａの回転軸と共に回転し、円周方向の特性が変化するトーンホイールと、このトーンホイールの特性変化を検出する検知部とから構成される。具体的には、円板状のトーンホイールの円周方向１個所に切り欠き又は透孔を形成し、この切り欠き又は透孔を通過する光を検知するようにする。そして、回転検知センサ１６ｃによりモータ１６ａの回転軸の回転回数を検知する。回転回数が分かれば、駆動プーリの外径から（減速機構を設けた場合には減速比も考慮して）ベルト１６ｂの移動量を算出できるため、ホルダ２の移動位置を検知できる。なお、回転検知センサ１６ｃはこのような構成に限らず、従来から知られている回転を検知するものが使用可能である。

また、本参考例の場合、フレーム１４ａに、ホルダ２と接触又は非接触で、ホルダ２のホームポジションを検知するホームポジションセンサ１６ｄを設けている。即ち、ホルダ２が孔明けを開始する位置である、図２の右端部に位置した場合に、ホームポジションセンサ１６ｄがホルダ２を検知する。なお、本参考例の場合、移動検知手段をこのように構成したが、ホルダ２の移動を検知できれば他の構成とすることもできる。例えば、ガイドビーム４の配列方向複数個所にセンサを設け、この複数のセンサによりホルダ２の移動位置を検知することも可能である。このような複数のセンサを設ける位置は、明けるべき孔の位置とホルダ２に保持するパンチ５の数に応じて定める。例えば、明けるべき孔が３０でホルダ２に保持するパンチ５の数が３個であれば、１０個のセンサを等間隔に配置することが考えられる。

上述のモータ１６ａは、制御手段である制御部１８により制御される。なお、この制御部１８は、穿孔装置１を組み込むプリンタ等の機器の制御部と同一であっても良い。言い換えれば、プリンタ等の機器に設けた制御部によりモータ１６ａなど穿孔装置１の駆動制御を行うようにしても良い。何れにしても、制御部１８は、孔明けの指令により、回転検知センサ１６ｃ及びホームポジションセンサ１６ｄの検知に基づいて、モータ１６ａを駆動する。

また、偏心カム３は、断面円形で、外周面の中心Ａが回転中心Ｏに対して所定量δ偏心するように形成され、被穿孔部材Ｓに明けるべき複数の孔の配列方向と平行に、この配列方向全体に亙って配置される。このために、この配列方向と平行に配置された回転軸３ａの両端部がフレーム１４ａ、１４ｂにそれぞれ回転自在に支持される。また、回転中心Ｏは、パンチ５の中心軸Ｎ上に配置されている。これにより、効率良く偏心カム３の回転力をパンチ５を移動させる力に変換できると共に、偏心カム３の回転方向が何れであっても安定して、回転力をパンチ５に伝達できる。

また、回転軸３ａは、駆動源であるモータ１７ａにより減速機構１７ｂを介して回転駆動される。即ち、モータ１７ａの回転軸に固定された歯数の少ない小歯車と、偏心カム３の回転軸３ａの端部に固定された歯数の多い大歯車とを噛合させ、モータ１７ａの回転を回転軸３ａに減速して伝達している。なお、減速機構１７ｂは省略しても良い。本参考例の場合、偏心カム３、回転軸３ａ、モータ１７ａ及び減速機構１７ｂにより駆動手段１７を構成している。

このような偏心カム３は、モータ１７ａにより例えば図１、２の矢印γ方向に回転し、外周面をパンチ５の一部である球面部５ｂに係合させる。そして、パンチ５をダイ６に向けて（図１の下方に）移動させる。また、偏心カム３を更に回転させることにより、球面部５ｂとの係合が外れる。偏心カム３と球面部５ｂとの係合が外れれば、上述のようなホルダ２の移動の際に偏心カム３がパンチ５と干渉することはない。即ち、偏心カム３は、パンチ５をダイ６に向けて移動させる位置から、ホルダ２の移動の際にパンチ５に干渉しない位置までの間を回転する。このために、偏心カム３の外径と偏心量δは、偏心カム３の回転により、球面部５ｂとの係合によりパンチ５をダイ６内の前述した下降位置まで移動させられ、且つ、パンチ５が前述した上昇位置に位置した場合でも、球面部５ｂとの係合が外れるように、適切に規制している。また、偏心カム３は、上述のように配列方向全体に亙って配置されているため、パンチ５の移動位置に拘らずこのパンチ５をダイ６に向けて移動させて被穿孔材Ｓに孔を明けることが可能である。

また、本参考例の場合、偏心カム３の回転位置を検知する回転検知手段（検知手段）である回転検知センサ１７ｃを有する。即ち、回転検知センサ１７ｃにより偏心カム３の回転位置を検知することでパンチ５の孔明け方向の位置（ダイ６に向かう方向の位置）を検知する。この回転検知センサ１７ｃは、例えば、偏心カム３の回転軸３ａと共に回転し、円周方向の特性が変化するトーンホイールと、このトーンホイールの特性変化を検出する検知部とから構成される。具体的には、円板状のトーンホイールの円周方向１個所ないし複数個所に切り欠き又は透孔を形成し、この切り欠き又は透孔を通過する光を検知するようにする。切り欠き又は透孔が１個所の場合には、偏心カム３が１回転したこと、及び、切り欠き又は透孔に対応した偏心カム３の位相が検知できる。一方、複数個所に切り欠き又は透孔を設けた場合、この切り欠き又は透孔の数に応じて偏心カム３の回転角度を検知できる。

本参考例の場合、偏心カム３が１回転すればホルダ２内のパンチ５が全て移動するため、切り欠き又は透孔は１個所であっても問題ない。但し、この場合に、トーンホイールの切り欠き又は透孔は、偏心カム３がパンチ５と干渉しない位置を検知できるようにすることが好ましい。このように構成すれば、ホルダ２の移動時に偏心カム３がパンチ５と干渉する位置となることを防ぐことができる。なお、回転検知センサ１７ｃはこのような構成に限らず、従来から知られている回転を検知するものが使用可能である。また、モータ１７ａは、上述の回転検知センサ１７ｃの検知に基づき制御部１８により駆動される。

上述のような構成を有する穿孔装置１は、次のように駆動する。まず、ホルダ２の隙間１０内に被穿孔材Ｓの端部が進入する。この状態では、ホルダ２はホームポジションに位置する。そして、制御部１８が明けるべき孔の数、位置、被穿孔材Ｓのサイズに基づいて、モータ１６ａ及びモータ１７ａを駆動する。具体的には、モータ１６ａによりホルダ２を最初に孔を明けるべき位置まで移動させる。次いで、モータ１７ａを駆動し偏心カム３を回転させ、パンチ５とダイ６とにより被穿孔材Ｓの所定位置に、ホルダ２内のパンチ５と同数の孔を明ける。この所定位置での孔明けが完了したら、偏心カム３がパンチ５と干渉しない位置まで回転し、ばね１２ｃの弾性力によりパンチ５が上昇位置に復帰する。そして、モータ１６ａを再度駆動し、ホルダ２を次に孔を明けるべき位置まで移動させ、同様に、モータ１７ａを駆動して孔明けを行う。本参考例の場合、このような動作を所定回数繰り返すことにより、ホルダ２に保持されたパンチ５の数よりも多い孔を、被穿孔材Ｓに明けることを可能としている。

例えば、ホルダ２に保持されるパンチ５が１個で、被穿孔材Ｓに明ける孔が２孔又は３孔又は４孔のように少ない場合、それぞれの孔に応じた位置にホルダ２を移動させ、偏心カム３を１回転ずつさせる。これにより２、３、４孔の慣用バインダーに対応した綴じ孔を形成できる。また、ホルダ２に保持されるパンチ５が２個の場合、３０孔と２６孔の何れにも対応可能である。また、ホルダ２に保持されるパンチ５が３個以上であれば、より少ない移動回数で多数の孔の形成が可能となる。

このような本参考例によれば、１又は複数のパンチ５を保持したホルダ２を移動させることにより、任意の位置で孔明けが可能である。また、パンチ５の数を明けるべき孔の数よりも少なくできるため、孔明けに要する力を低減できると共に、部品点数を少なくでき、製造及び組立コストの低減を図れる。また、本参考例の場合、パンチ５を駆動する手段として偏心カム３を使用し、復帰手段としてばね１２ｃを使用しているため、構成が簡単で、且つ、スペース効率が良い。例えば、前述の特許文献１に記載されたような昇降する機構によりパンチを駆動することも考えられるが、このような構成の場合、昇降する機構が複雑で且つ嵩張ってしまう。これに対して、本参考例のように、偏心カム３とばね１２ｃとによりパンチの駆動と復帰とを行えば、偏心カム３を回転させる機構を設けるだけで済み、構成を簡単にでき、また、嵩張ることもない。

また、本参考例の場合、回転検知センサ１６ｃ及びホームポジションセンサ１６ｄの検知により、ホルダ２の移動位置を適切に制御できる。また、回転検知センサ１７ｃの検知により、偏心カム３の回転を適切に制御できる。このため、任意の位置及び孔の数に応じて自動で孔明け作業を行える。即ち、制御部１８が、形成すべき孔の位置及び数に応じて、各センサ１６ｃ、１６ｄ、１７ｃの検知に基づき、各モータ１６ａ、１７ａを駆動することが可能である。これにより、被穿孔材Ｓの所望位置及び数に応じた孔明け作業を自動で行える。

＜第１の実施形態＞
本発明に係る第１の実施形態について、図３及び図４を用いて説明する。なお、本実施形態の穿孔装置１００は、偏心カム３０に関する構成以外は、上述の参考例と同様であるため、同等部分には同じ符号を付し、重複する説明は省略又は簡略にし、以下、参考例と異なる部分を中心に説明する。

本実施形態の場合、ホルダ２内に複数（図示の例では６個）のパンチ５が配置されている。また、偏心カム３０は、偏心方向の位相が異なる複数のカム部３１、３２、３３を有する。これら複数のカム部３１、３２、３３は、回転軸３０ａに、複数のパンチ５と同じ間隔で配置され、それぞれ偏心方向の位相が９０°ずつずれた３種類の円板から構成される。また、３種類のカム部３１、３２、３３の直径及び偏心量δは同じである。

このような偏心カム３０は、パンチ５が隙間１０内に進入する被穿孔材Ｓと干渉しない上昇位置で、偏心カム３０の全てのカム部３１、３２、３３がパンチ５と干渉しない位置を０°とする。そして、この位置から偏心カム３０を図３、４の矢印γ方向に９０°ずつ回転する毎に、カム部３１、３２、３３が順次、それぞれ対応するパンチ５と係合してそのパンチ５を下降させるようにしている。即ち、偏心カム３０の回転により、複数のカム部３１、３２、３３が複数のパンチ５の一部とそれぞれ位相がずれた状態で係合する。

上述のような３種類のカム部３１、３２、３３の配列の順番は任意に設定できるが、図４に示す構造の場合、右端からカム部３１、カム部３２、カム部３３の順番で並んでおり、ホルダ２の１ピッチに対応する部分で、それぞれ２個ずつ存在するようにしている。そして、偏心カム３０が回転すると、まず、２個のカム部３１が対応するパンチ５と係合し、次に、２個のカム部３２が対応するパンチ５と係合し、最後に、２個のカム部３３が対応するパンチ５と係合する。そして、それぞれのパンチ５に対応した位置で順次孔明けが行われる。図示は省略するが、このようなホルダ２の１ピッチに対応する部分の配列が、偏心カム３０の軸方向に亙って繰り返されるように配置されている。したがって、ホルダ２が１ピッチ分移動し、偏心カム３０を回転すると、上述と同様の順番でカム部３１、３２、３３がそれぞれ対応するパンチ５と係合し、孔明けを行う。

即ち、本実施形態の場合、３つのグループ毎に孔明け作業を行える。例えば、第１グループをカム部３１、第２グループをカム部３２、第３グループをカム部３３とした場合、偏心カム３０の回転角度に応じて、何れかのグループのカム部によりパンチ５による孔明けを行う。また、偏心カム３０が、全てのカム部がパンチ５と係合しない回転角度で、ホルダ２の移動を行うことにより、偏心カム３０とパンチ５との干渉を防止している。なお、本実施形態の場合、３つのグループを、ホルダ２の１ピッチずつに対応する部分で、それぞれ２個のカム部から構成しているが、これ以外に、１個或は３個以上とすることもできる。例えば、各グループが１個のカム部により構成されている場合には、偏心カム３０が１回転すると３個のパンチ５が駆動し、同じく２個であれば６個のパンチ５が駆動し、同じく３個であれば９個のパンチ５が駆動することになる。

また、第１グループのカム部３１の位置だけで孔明けを順次行いたい場合には、偏心カム３０を０°の位置から図３の矢印γ方向に９０°回転させ、その位置から逆方向に９０°回転させれば良い。一方、第３グループのカム部３３の位置だけで孔明けを順次行いたい場合には、偏心カム３０を０°の位置から図３の矢印γ方向と逆方向に９０°回転させ、その位置からまた逆方向、即ち図３の矢印γ方向に９０°回転させれば良い。また、第１のグループ又は第３のグループに加えて第２のグループのカム部３２の位置でも孔明けを行いたい場合には、第１又は第３のグループによる孔明け後に同方向に更に９０°回転させ、その後、１８０°逆方向に回転させれば良い。この場合、逆回転時に第１又は第３のグループのカム部３１又は３３が対応するパンチ５と係合するが、この対応するパンチ５は既に明けられた孔を通過するだけである。

また、本実施形態の場合、偏心カム３０の回転位置を検知する回転検知手段（検知手段）である回転検知センサ１７ｃは、例えば、偏心カム３０の回転軸３０ａと共に回転し、円周方向の特性が変化するトーンホイールと、このトーンホイールの特性変化を検出する検知部とから構成される。本実施形態の場合、円板状のトーンホイールの円周方向複数個所に形成する切り欠き又は透孔を、カム部３１、３２、３３及び角度０°に対応する部分に形成する。これにより、カム部３１、３２、３３が対応するパンチ５と係合したこと、及び、カム部３１、３２、３３がパンチ５と干渉しない位置に回転したことを検知できる。

このような本実施形態によれば、複数のパンチ５を位相をずらして駆動することができるため、孔明けに要する力をより低減できる。即ち、偏心カム３０を９０°ずつ回転させることにより、何れかのグループのカム部が対応するパンチ５と順次係合する。したがって、それぞれの係合に要する力は、ホルダ２内の全てのパンチ５と一度に係合する場合と比べて小さくできる。しかも、偏心カム３０が１回転すれば、小さい力でホルダ２内の全てのパンチ５を駆動でき、孔明けの効率が低下することもない。この結果、偏心カム３０を駆動するモータ１７ａの出力を小さくでき、省電力化、モータの小型化など低コスト化を図れる。また、特定のパンチ５のみを駆動させることも可能となる。即ち、第１グループのみ、第３グループのみ、第１又は第３グループと第２グループのみの何れかを選択して孔明けを行えるため、特定のパンチ５のみを駆動させることも可能である。

また、上述の各カム部の位相差及びグループ数は、任意に設定できる。また、ホルダ２の１ピッチ内でのカム部の配置関係も任意に設定可能である。例えば、グループ数を４つ以上とし、位相差をこの数に対応した角度とする。但し、何れの場合であっても、パンチ５の上昇位置で全てのカム部がパンチ５と干渉しない位相を設ける。また、複数のグループのうち、少なくとも１つのグループを１個のカム部で構成し、且つ、この１個のカム部のみを駆動可能なようにこのカム部の位相を設定すれば、例えば、所定間隔の２個の孔のみを明ける場合に、１個目の孔をこの１個のカム部により明け、ホルダ２を次の孔に移動して更にこの１個のカム部により明けることが可能となる。また、この構成で、３０孔や２０孔を明ける場合には、全て或は１部のカム部を更に駆動することにより、効率良く多数の孔を形成することができる。

＜第２の実施形態＞
本発明に係る第２の実施形態について、図５を用いて説明する。なお、図５は、図４の一部を拡大した図面に相当する。また、本実施形態の穿孔装置は、偏心カム４０とホルダ５０を一体に移動させる点に関する構成以外は、上述の第１の実施形態と同様であるため、同等部分には同じ符号を付し、重複する説明は省略又は簡略にし、以下、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。

本実施形態の場合、偏心カム４０を構成するカム部３１、３２、３３は、パンチ５を保持したホルダ５０と共に移動可能としている。このために、不図示のモータにより回転駆動される回転軸４０ａに、スプライン係合によりそれぞれ位相を規制された状態で配置されたカム部３１、３２、３３を、ホルダ５０の１対の腕部５１ａ、５１ｂで挟持している。これら腕部５１ａ、５１ｂは、雄スプラインを有する回転軸４０ａの外接円より僅かに大きい内径を有する円筒面５２をそれぞれ有し、この円筒面５２を回転軸４０ａに緩く嵌合することにより、回転軸４０ａに支持されつつ、この回転軸４０ａと共に回転することを防止している。

一方、カム部３１、３２、３３は、それぞれの間にスペーサ４１を介して配置され、間隔がパンチ５の間隔と同じとなるようにしている。また、上述したように、カム部３１、３２、３３は（必要に応じてスペーサ４１も）回転軸４０ａとスプライン係合しているため、回転軸４０ａと共に回転する。また、カム部３１、３２、３３は、ホルダ５０の腕部５１ａ、５１ｂ同士の間に挟持されているため、ホルダ５０と共に回転軸４０ａに沿って移動する。

なお、本実施形態の場合、ホルダ５０の移動を送りねじ機構により構成している。即ち、ホルダ５０に形成された雌ねじ部に、被穿孔材に明けるべき複数の孔の配列方向に配置され、不図示のモータにより回転する雄ねじ５３の一部を螺合する。そして、この雄ねじ５３を回転することにより、雄ねじ５３と雌ねじ部との螺合に基づき、ホルダ５０が配列方向に移動する。また、本実施形態は、ホルダ５０が回転軸４０ａに支持されて移動するため、図１、３に示したようなレール１３を省略することもできるが、このレール１３を設けて、動作の安定性を高めるようにしても良い。また、本実施形態の場合、カム部３１、３２、３３がホルダ５０と共に移動するため、パンチ５の上昇位置で何れかのカム部がパンチ５の球面部５ｂと係合したままとしても良い。また、ホルダ５０は腕部５１ａ、５１ｂが回転軸４０ａに支持されているため、回転軸４０ａの回転に伴い連れまわる傾向となるが、雄ねじ部５３を雌ねじ部に螺合することにより、この連れまわりを阻止できる。なお、本実施形態の場合、ホルダ５０の移動を上述の参考例及び第１の実施形態のようにベルトを使用した構造とできるが、この場合には、レール１３を設けて連れまわりを防止することもできる。

このような本実施形態の場合、偏心カム４０を構成するカム部３１、３２、３３をホルダ５０と共に移動可能としているため、上述の第１の実施形態のように、カム部３１、３２、３３を配列方向全体に配置する必要がなく、より低コスト化を図れる。なお、カム部３１、３２、３３の数や位相に関しては、第１の実施形態と同様に、任意に設定可能である。

なお、上述の参考例及び第１の実施形態では、ホルダ２の移動をベルト１６ｂ或は雄ねじ５３を駆動することにより行ったが、他の機構によって行うこともできる。また、参考例及び第１の実施形態で送りねじ機構を採用することも勿論可能である。また、ホルダ２と共に屑トレイを移動させるようにしても良い。例えば、屑トレイを有する部分をホルダ２に固定し、これらをフレーム１４ａ、１４ｂの間に配置されたレール上を移動可能にする。

１、１００ 穿孔装置
２、５０ ホルダ
３、３０、４０ 偏心カム
３ａ、３０ａ、４０ａ 回転軸
４ ガイドビーム
５ パンチ
５ｂ 球面部
６ ダイ
７ パンチ保持部
７ａ ガイド孔
８ ダイ保持部
８ａ レール溝
９ 連結部
１１ａ ガイド溝
１１ｂ 突起部
１２ａ、１２ｂ 鍔部
１２ｃ ばね（付勢手段）
１３ レール
１６ 移動手段
１６ａ モータ（駆動源）
１６ｂ ベルト
１６ｃ 回転検知センサ（移動検知手段）
１６ｄ ホームポジションセンサ
１７ 駆動手段
１７ａ モータ（駆動源）
１７ｂ 減速機構
１７ｃ 回転検知センサ（回転検知手段）
１８ 制御部（制御手段）
３１、３２、３３ カム部
Ｓ 被穿孔材

Claims (4)

1. 軸方向に往復動するパンチと、該パンチと軸方向に対向して配置されるダイと、を備え、該パンチ及びダイによりシート状の被穿孔材に複数の孔を明ける穿孔装置において、
   複数の前記パンチ及び該パンチと同数の前記ダイを保持するホルダと、
   前記ホルダを被穿孔材に明けるべき複数の孔の配列方向に移動させる移動手段と、
   回転軸が前記配列方向と平行に配置され、前記パンチの一部と係合して該パンチを前記ダイに向けて移動させる位置から、前記ホルダの移動の際に前記パンチに干渉しない位置までの間を回転する偏心カムと、該偏心カムを回転駆動する駆動源と、を有し、前記パンチの移動位置に拘らず該パンチを前記ダイに向けて移動させて被穿孔材に孔を明ける駆動手段と、
   前記パンチを前記ダイと反対方向に移動させる復帰手段と、
   前記偏心カムの回転位置を検知する回転検知手段と、
   前記回転検知手段の検知に基づき前記駆動源を制御する制御手段と、を有し、
   前記偏心カムは、偏心方向の位相が異なる複数のカム部を有し、
   前記偏心カムの回転により、前記複数のカム部が前記複数のパンチの一部とそれぞれ位相がずれた状態で係合し、
   前記移動手段により前記ホルダを移動して前記パンチの位置を被穿孔材に対し移動させることにより、前記ホルダに保持された前記パンチの数よりも多い孔を、被穿孔材に明けることを可能としたことを特徴とする穿孔装置。
2. 前記ホルダに配置され前記パンチを案内するガイド孔と、該パンチの外周面と該ガイド孔の内周面との何れか一方に、該パンチの軸方向に対し傾斜するように形成されたガイド溝と、前記外周面と内周面との他方に突設し、該ガイド溝と係合する突起部と、を有し、
   前記パンチは、軸方向の往復動の際に前記突起部と前記ガイド溝との係合に基づいて回転することを特徴とする、請求項１に記載の穿孔装置。
3. 前記復帰手段は、前記パンチを前記ダイと反対方向に付勢する付勢手段を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の穿孔装置。
4. 前記ホルダの移動位置を検知する移動検知手段を有し、
   前記制御手段は、前記移動検知手段の検知に基づき前記移動手段を制御することを特徴とする、請求項１ないし３のうちの何れか１項に記載の穿孔装置。

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