JP6067217B2 - シート穿孔装置及びこれを備えた後処理装置 - Google Patents
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そしてカム板にセンサフラグを設け、その位置をセンサで検出して右限位置と左限位置との間でモータを正逆転することによって往復動させている。
また、この場合に文献1には開示されていないが所定ストロークで往復動するカム板にはストッパが設けてあり、その右限位置と左限位置との間でのみ往復動するように運動規制している。
例えば複数のパンチ部材に時間差を設けてパンチ動作させることによって負荷トルクの軽減を図ろうとすると、バックラッシュによるパンチの位置ズレが発生してトルク軽減が得られない結果をもたらせている。
そして螺旋カム溝にはカムプレートが左限又は右限に位置するとき、円周方向に回転する環状溝を連結してその一部にフォロアピンの円周方向への運動を制限するストッパ部材を設けたことを特徴としている。
つまり、センサ故障、検出信号のノイズ、動作プログラムを暴走などの原因が発生しても、螺旋カム溝もこれに係合したフォロアピンもいずれも破損する恐れがない。
上部フレーム2には複数のパンチ部材4a,4b,4c…が直線状に配列され、各パンチ部材は上部フレーム2に上下動可能に軸受け支持されている。
各パンチ部材4(4a、4b、4c、4d、4eを総称する)は、第1グループ4A(4b,4d;2穴穿孔)と第2グループ4B(4a,4c,4e;3穴穿孔)に区分けされ、選択的に穿孔動作するように構成されている。
つまり後述する駆動手段の作動方向(回転方向)によって第1グループ4Aのパンチが穿孔動作を執行し、反対方向の回転で第2グループ4Bのパンチが穿孔動作するように構成される。このため各パンチ部材4はファイル穴の規格に応じた間隔で直線上に配列されている。
つまり図1において第1グループ4Aは2つのパンチ部材4b,4dで、第2グループ4Bは3つのパンチ部材4a,4c,4eでグループ分けされている。このグループ分けは2穴と3穴に限らず、2穴4穴切り換え、3穴4穴切り換えなどの組み合わせであっても良い。
このよう刃先4xを先鋭形状に形成したのは、複数のパンチ部材に、ほぼ同時(後述する位相差は存在するが略々同時)に穿孔動作させるため、刃先を先鋭形状にして負荷トルクを低減するためである。
このほかパンチ部材を回転させながら上死点から下死点に移動する穿孔方向を採用する場合には、刃先4xを逆U字状、逆V字状に形成することによってパンチ部材の回転でシートにせん断力を付与するためである。
そして上部フレーム2との間隔dにシートを挿入し、パンチ部材4を上死点から下死点に移動する過程で刃先4xが刃受孔5に貫挿してシートにファイル穴を穿孔することとなる。下部フレーム3の下方には、屑紙片を回収する屑ボックス7が設けられている。
従って屑ボックス7は図2前後方向に引き出し可能に装着され、内部に収納した屑紙片を取り除くことができるように構成している。
上述のパンチ部材4を穿孔方向に上下動する機構について「カムプレート構成」「ドライブ構成」の順に説明する。
「カムプレート構成」
上述のベースフレーム1(図示のものは上部フレーム2)に所定ストロークStで往復動するカムプレート8が設けられ、このカムプレート8に各パンチ部材4を上死点Upと下死点Dpとの間で上下動する作動カム溝9が設けられている。このカム溝9に後述するパンチ部材4のカムピン10が嵌合してある。
カム溝9は、V字形状に形成され、カムプレート8の移動に伴ってパンチ部材4を上死点Upから下死点Dpの間で往復動する(図2(b)参照)。
このカム溝9は水平方向成分9xと傾斜垂直方向成分9yで構成され、水平方向成分9xでパンチ部材4を上死点Upに静止保持し、傾斜垂直方向成分9yでパンチ部材4を上方から下方に、また下方から上方に移動する溝形状に構成されている。
この他、カムプレート8とベースフレーム1とは、一方に植設ピンを、他方にこのピント係合するスリット溝を設けてカムプレート8をスライダブリに支持しても良い。
例えば2穴穿孔の時には第1のパンチ部材4bが先に、第2のパンチ部材4dが後に穿孔動作するように位相差δが設けられている。同様に3穴穿孔の時には、パンチ部材4a、4c、4eの順に穿孔するようになっている。これは駆動モータDmに作用する負荷トルクを軽減するためである。
このときカムプレート8のカム溝9は図1に示すようにストロークStで、その右限位置Hp1からセンタCpに移動するときには2穴穿孔(第1グループ4A)を実行し、左限位置Hp2からセンタCpに移動するときには3穴穿孔(第2グループ4B)を実行する。
従ってカムプレート8のホームポジションの選択によってグループ分けされた複数のパンチ部材4を選択して穿孔動作させるように構成される。
このため駆動モータDmの回転軸(駆動軸)13を減速歯車機構14で駆動カム手段15に伝達する。
図示の駆動カム手段15は、円筒カム15aで構成されカムプレート8の運動方向(図1Y方向)は沿って螺旋カム溝16が形成されている。
このフォロアピン10はカムプレート8に一体に形成され、その詳細な構造は後述する。図3にドライブ機構を示すが、駆動モータDmから減速歯車機構14で円筒カム15aに正逆方向の回転を伝達するように連結されている。円筒カム15aには外周に螺旋カム溝16が形成され、この螺旋カム溝16にフォロアピン17が嵌合されている。
また駆動モータDmを逆回転するとフォロアピン10は図3左端(第2ホームポジション)から右端に移動する。このフォロアピン17の右限位置Hp1と左限位置Hp2との間の往復運動で所定のストロークStが設定される。
特に図示しないが、制御手段(駆動モータDmのドライバ回路を制御する例えば制御PCPU)は第1グループ4Aの穿孔が選択された時にはカムプレート8を第1ホームポジションHp1に移動し、第2グループ4Bの穿孔が選択された時には第2ホームポジジョンHp2に移動する。
また第1、第2グループの穿孔動作を連続して実行するときには、各ホームポジジョンHp1,Hp2からセンタ位置Cpに移動し、次いでセンタ位置Cpからホームポジジョンに復帰移動する動作で後続シートに穿孔し、これを繰り返すことによって連続穿孔する。
なお、装置の元ホームポジジョンは第1ホームポジションHp1に設定(デホルト設定)されている。
従って駆動モータDmの回転で円筒カム15aを正逆方向に回転することが可能となる。
このような構成において駆動モータDmで円筒カム15aを回転すると、これに形成された螺旋カム溝16に沿ってフォロアピン17が左右動し、カムプレート8を所定ストロークで往復動することとなる。
そしてフラグ12をセンサS1が検出する時にはカムプレート8は第1ホームポジションHp1(2穴穿孔時の動作開始点)に位置し、センサS2がフラグを検出する時には第2ホームポジションHp2(3穴穿孔の動作開始点)に位置している。
これと共に円筒カム15aに配置されているフラグ18がセンサS3に位置するときにはカムプレート8はセンタ位置Cpに位置することを検知する。
そこで第1ホームポジジョンHp1とセンタ位置Cpとの間でカムプレート8を往復動するときには第1グループ4A(例えば2穴穿孔)のパンチ動作が繰り返され、第2ホームポジジョンHp2とセンタ位置Cpとの間で往復動するときには第2グループ4B(例えば3穴穿孔)のパンチ動作が繰り返されることとなる。これらのセンサS1、S2、S3の検出信号により穿孔動作の制御が可能となる。
そして螺旋カム溝16にはカムプレート8の右限、左限位置で閉じることなく環状溝19a,19bが連続するように形成されている。つまり図4に示すように螺旋カム溝16には左限位置に環状溝19aが、右限位置に環状溝19bが連続するように連結されている。
この環状溝19にフォロアピン17が位置するときには実質的にカムプレート8は左右動することなくその位置にとどまる。
これは円筒カム15aがコントロール不能となったときフォロアピン17は環状溝19に沿って円周方向に周回動するためであり、このときパンチ部材4が穿孔方向に動作して不慮の事故を引き起こさないためである。
このメンテナンス操作のためカムプレート8に操作摘み(不図示)、モータ回転軸に手動ハンドル(不図示)を設ける場合がある。このような不規則操作のときカム溝9の位置とパンチ部材4の位置が狂うことがある。
例えば複数のパンチ部材4を負荷トルクを軽減するために位相差δを形成して穿孔タイミングを時間的にずらす前述の構成を採用したときには、この位置を再現できなくなる恐れがある。
このストッパ壁は、センサの故障、ノイズ、制御プログラムの暴走、モータのドライブ回路の暴走などで停止すべきモータが回転し続けるとストッパ壁を破損、フォロアピンを破損、などの故障と、モータの発熱、故障などを招く。
その実施形態は、環状溝19の円周方向の一部に径路切換片25が設けてある。図4に示すように螺旋カム溝16と環状溝19(19a、19b)との分岐部にはフラッパ片25が支軸25xで揺動可能に設けられている。このフラッパ片25は図4(b)に示すように円筒カム15aが反時計方向に回転するときにはフラッパ片25は破線方向に揺動してフォロアピン17が環状溝19に沿って旋回動するように案内する。
これは駆動モータDmが暴走回転したとき、螺旋カム溝16のピッチ角度に応じてフォロアピン17は螺旋溝の進み方向に移動する(図4に示すピッチ角度では左限位置側に移動)。そして環状溝19bによってフォロアピン17の破損を未然に防止することとなる。
このため図示の装置は円筒カム15aが暴走回転方向と反対方向に回転すると、運動規制手段(フラッパ片25、後述のストッパ壁21、ストッパ片24)で自動的に螺旋カム溝16に復帰するように構成してある。
なお、図示しないが螺旋カム溝16の右限位置にも同様の環状溝19aが設けてあり、この場合との運動規制手段は回転方向が反対方向となる。
図5(a)(b)に示す実施形態は、フォロアピン17を、これと係合する環状溝19からストッパ壁21を乗り越えるように移動可能に構成する実施形態を示す。
図示のものはベースフレーム1に設けたブラケット22にフォロアピン17をスプリング23で出没可能に取り付ける。
そしてスプリング23の付勢力でフォロアピン17が環状溝18に嵌合し、スプリング23に抗する力が及んだ時にはフォロアピン17は環状溝18から離脱する方向に上下移動可能に構成する。
そして予め設定した所定の力Fを越えると、フォロアピン17はスプリング23の抗力に反して環状溝19との係合を解除する方向(図5上方向)に移動する。このピンの浮き上がり作用でフォロアピン17はストッパ壁21を乗り越えて、環状溝18に沿って周回動する。また、円筒カム15aを反対方向(時計方向)に回転すると、フォロアピン17はストッパ壁21を乗り越えることなく螺旋カム溝16に沿って移動する。
そしてストッパ壁21はオペレータがカムプレート8を手動操作したときにフォロアピン17にそれ以上の移動を阻止する力が及びその操作を禁止する作用を果たす。
また、モータの過剰回転が発生したときにはフォロアピン17はスプリング23の作用で壁面を乗り越えて環状溝19内を円周方向に旋回運動する。
このためストッパ壁の破損すること、フォロアピンを破損すること、あるいは駆動モータの発熱事故、故障を未然に防止することが可能となる。
図5(c)(d)に示す実施形態は、環状溝19に形成するストッパ手段が所定圧力以上で係合解除方向に移動する場合を示す。
環状溝19には、弾性部材から形成したストッパ片24が設けてあり、このストッパ片24は弾性に富んだ板バネで構成されている。そして環状溝19内にフォロアピン17の運動を遮るように突出して配置され、所定以上の力がフォロアピン17から作用するとバネ力で図5(c)の状態から(d)の状態に退避する。その作用は前述の第1実施形態と同様であり、同一符合を付して説明を省略する。
この作動カム9は図示するように各パンチ部材4を上死点Upに保持する水平方向溝9xとパンチ部材4を上死点Upと下死点Dpとの間で上下移動する傾斜垂直方向溝9yとを有するV字状溝カムで構成されている。
これと共にフォロアピン17が環状溝19に沿って旋回動する時には各パンチ部材4を上死点Upに位置保持する位置関係に構成されている。
2 上部フレーム
2a 上フランジ部
2b 下フランジ部
2y 軸受
2z 軸受
3 下部フレーム
4 パンチ部材(4a、4b、4c、4d、4e)
4A 第1グループ(4b,4d)
4B 第2グループ(4a,4c,4e)
8 カムプレート
9 作動カム溝
9x 水平方向成分
9y 傾斜垂直方向成分
10 フォロアピン
12 フラグ
13 回転軸(駆動軸)
14 減速歯車機構
14x 受動歯車
15 駆動カム手段
15a 円筒カム
16 螺旋カム溝
17 フォロアピン
18 センサフラグ
19a、19b 環状溝
20 ストッパ手段
21 ストッパ壁
22 ブラケット
23 スプリング
24 ストッパ片
25 フラッパ片
S1,S2 作動部センサ
S3 駆動部センサ
Claims (5)
- 直線状に配列され穿孔方向に往復動する複数のパンチ部材と、
前記パンチ部材から突出したカムピンと、
前記カムピンと係合して前記穿孔方向と略直交する移動方向に所定ストロークで往復動する間に、複数の前記パンチ部材をそれぞれ第一の死点と第二の死点との間で往復動させる作動カム溝を有するカムプレートと、
前記カムプレートを往復動させる駆動モータと、
前記駆動モータの回転を往復動に変換して前記カムプレートに伝達する駆動カム手段と、を備え、
前記駆動カム手段は、
前記カムプレートに突出して、且つ前記突出方向に往復移動可能に支持されて備えられたフォロアピンと、
前記フォロアピンと係合し、前記駆動モータの回転を往復動に変換する螺旋カム溝と、
前記螺旋カム溝の左限端又は右限端に連なり、前記フォロアピンが係合して円周方向に旋回動可能な環状溝と、を備え回転自在に支持された円筒カムと、
前記円筒カムに前記駆動モータの回転を伝達する伝動手段と、
で構成され、
前記円筒カムが備える前記環状溝の一部には、前記伝動手段を介して前記円筒カムが第一の方向に回転する間に前記フォロアピンを前記環状溝内で周回動可能とし、
前記第一の方向と反対方向に回転する間に前記フォロアピンを前記環状溝内から前記螺旋カム溝に案内するストッパ部材が備えられ、
前記ストッパ部材は、前記フォロアピンと係合して前記環状溝から離脱する方向に前記フォロアピンを移動させる固定された傾斜面を有し、
前記固定された傾斜面は、
前記伝動手段を介して前記円筒カムが第一の方向に回転する間に、前記フォロアピンを前記離脱する方向に移動させることで前記ストッパ部材を越えて周回動可能とし、
前記伝動手段を介して前記円筒カムが前記第一の方向とは反対方向に回転する間に、前記フォロアピンを前記環状溝から前記螺旋カム溝に案内するシート穿孔装置。
- 直線状に配列され穿孔方向に往復動する複数のパンチ部材と、
前記パンチ部材から突出したカムピンと、
前記カムピンと係合して前記穿孔方向と略直交する移動方向に所定ストロークで往復動する間に、複数の前記パンチ部材をそれぞれ第一の死点と第二の死点との間で往復動させる作動カム溝を有するカムプレートと、
前記カムプレートを往復動させる駆動モータと、
前記駆動モータの回転を往復動に変換して前記カムプレートに伝達する駆動カム手段と、を備え、
前記駆動カム手段は、
前記カムプレートに突出して備えられたフォロアピンと、
前記フォロアピンと係合し、前記駆動モータの回転を往復動に変換する螺旋カム溝と、
前記螺旋カム溝の左限端又は右限端に連なり、前記フォロアピンが係合して円周方向に旋回動可能な環状溝と、を備え回転自在に支持された円筒カムと、
前記円筒カムに前記駆動モータの回転を伝達する伝動手段と、
で構成され、
前記円筒カムの前記環状溝の一部には、前記伝動手段を介して前記円筒カムが第一の方向に回転する間に前記フォロアピンを前記環状溝内で周回動可能とし、
前記第一の方向と反対方向に回転する間に前記フォロアピンを前記環状溝内から前記螺旋カム溝に案内するストッパ部材が備えられ、
前記ストッパ部材は、前記環状溝内に出没可能な傾斜面から成り、
前記出没可能な傾斜面は、
前記伝動手段を介して前記円筒カムが第一の方向に回転する間に、前記出没可能な傾斜面が前記環状溝内に退避して記フォロアピンを周回動可能とし、
前記伝動手段を介して前記円筒カムが前記第一の方向とは反対方向に回転する間に、前記フォロアピンを前記環状溝から前記螺旋カム溝に案内するシート穿孔装置。
- 前記カムプレートに形成された前記作動カム溝は、
前記パンチ部材を前記第一の死点に保持する水平方向溝と、
前記パンチ部材を前記第一の死点と第二の死点との間で上下動する傾斜垂直方向溝と、
を有するV字形状に構成され、
前記カムプレートは、
前記フォロアピンが前記螺旋カム溝に沿って移動するときには前記パンチ部材を前記第一の死点と前記第二の死点との間で往復動し、
前記フォロアピンが前記環状溝に沿って旋回動するときには前記パンチ部材を前記第一の死点に位置保持することを特徴とする請求項1又は2に記載のシート穿孔装置。
- シートを順次搬送する搬送経路と、
前記搬送経路から送られたシートを一時的に載置する処理トレイと、
前記処理トレイに配置された後処理手段と、
前記処理トレイから送られたシートを収容するスタックトレイと、
を備え、
前記搬送経路には搬送するシートにファイリング穴を穿孔するシート穿孔装置が配置されると共に、
このシート穿孔装置は請求項3に記載の構成を備えていることを特徴とする後処理装置。
- 前記後処理手段は前記処理トレイ上に集積されたシートに綴じ処理を施すステープルユニットであることを特徴とする請求項4に記載の後処理装置。
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