(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
穿孔孔の位置や数を選択してシート材に穿孔できるパンチユニットにおいて、所定孔位置に配設された複数のダイスと、該ダイスに対応する位置に配設された複数のパンチと、該パンチ列に平行に配設され軸方向移動が拘束された回転可能の駆動軸と、該駆動軸に軸方向に摺動移動可能に保持されたパンチを駆動する駆動手段と、該駆動手段を軸方向に摺動移動して選択されたパンチ位置に位置させる移動手段と、該移動手段を選択されたパンチ位置で拘束する位置決め手段とを備え、選択した孔位置のパンチを前記駆動手段により駆動して選択した位置や数の孔をシート材に穿孔することを特徴とするパンチユニット。
【請求項２】
前記パンチを駆動する駆動手段は、駆動軸に軸方向に移動可能に保持され、かつ該駆動軸により回転駆動される１以上のカムから構成され、前記移動手段は該カムに係合して該カムを軸方向に摺動移動させるシフターと、該シフターを移動駆動するシフター駆動手段とからなることを特徴とする請求項１に記載のシート材に穿孔するパンチユニット。
【請求項３】
前記シフターは、コ字形断面の内側に前記カムに係合して該カムを軸方向に摺動移動させるシフトプレートが設けられ、前記カム軸を覆って軸方向に延長されたプラスチック成形によるコ字形断面ビームを備えることを特徴とする請求項２に記載のシート材に穿孔するパンチユニット。
【請求項４】
前記コ字形断面ビームには前記駆動軸に摺動する案内部が設けられ、該案内部により前記ビームが前記駆動軸をガイドとして軸方向に移動可能に保持されたことを特徴とする請求項３に記載のシート材に穿孔するパンチユニット。
【請求項５】
前記シフター駆動手段は、スライドクランク機構により構成され、前記位置決め手段は該クランクの回転位置を検出することにより行われることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載のシート材に穿孔するパンチユニット。
【請求項６】
前記クランクと同期回転する切欠カムと、該切欠カムの回転位置に依存してオン、オフ切替えされて前記クランクの回転位置が検出される位置決めスイッチとが設けられ、穿孔する孔位置を選択したとき、該選択値と前記位置決めスイッチのオン・オフ信号とを照合して、前記クランクを回転駆動して前記シフターを移動させ、前記所定のカムを選択した孔のパンチ位置にシフトさせるシフター制御手段を備えたことを特徴とする請求項５に記載のシート材に穿孔するパンチユニット。
【請求項７】
前記カムは、前記駆動軸心を中心とした偏心カムを構成する偏心輪と、該偏心輪の短径とほぼ同一半径の外周を有する同心輪とを備えたことを特徴とする請求項２から６のいずれかに記載のシート材に穿孔するパンチユニット。
【請求項８】
前記カムの偏心輪の短径部外周に、前記同心輪の外周に接する切線によりほぼ扇形をなした逃げが設けられたことを特徴とする請求項７に記載のシート材に穿孔するパンチユニット。
【請求項９】
前記位置決め手段は、溝または突起を有するガイドと、該ガイドの溝または突起の１つに係合させて前記シフターの軸方向の移動を拘束する係合部材とからなることを特徴とする請求項２から８のいずれかに記載のシート材に穿孔するパンチユニット。
【請求項１０】
前記カムの短径部外周がパンチヘッド位置にある駆動軸の回転位置を表示する回転位置表示手段が設けられたことを特徴とする請求項２から９のいずれかに記載のシート材に穿孔するパンチユニット。
【請求項１１】
前記カムの短径部外周がパンチヘッド位置にある駆動軸の回転位置のとき、前記シフターの軸方向移動を可能にするシフター移動制限手段を設けたことを特徴とする請求項２から１０のいずれかに記載のシート材に穿孔するパンチユニット。
【請求項１２】
前記カムがパンチを引抜く方向に運動するとき、該カムに追随させてパンチを移動させるカムフォロアを前記パンチに装着したことを特徴とする請求項２から１１のいずれかに記載のシート材に穿孔するパンチユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紙や合成樹脂のシート材に、孔位置や孔の数を変更して穿孔したり、あるいは間隔の異なる複数の綴じ孔を選択して穿孔したりする動力を用いたパンチユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
動力を用いてシート材に綴じ孔等を穿孔する例としては、例えば実開平５−２９７００号公報に開示されているようにパンチピンとリンクで連結してカムをモータ等の駆動源によって回転させて、パンチピンを作動して穿孔するものが知られている。また、孔位置を選択して手動で穿孔する例としては、例えば実開昭６２−１５４９９号公報に開示されているような、複数個のパンチとダイスを一列に並べ、パンチを押圧するカムを摺動軸に移動可能に装着し、穿孔したい箇所のパンチの上部にカムを移動して手動で回転させ所要の箇所に穿孔する方法が知られている。
【０００３】
この実開平５−２９７００号公報の方式は、パンチの穿孔する孔間隔は固定されていて孔間隔を選択したり、孔位置を変更したりして穿孔することはできない。一方、前記実開昭６２−１５４９９号公報の方式は、穿孔の際に押圧するパンチとカムとの位置関係を目視で確認しながら手動でカムを回転させ穿孔するので特別にカムの位置決め手段を設けなくても穿孔できる。しかし、モータ等の動力を用いて駆動カムを回転させる場合には、カムの軸方向移動の拘束手段が設けられていないとカムやカム軸が軸方向に動いてパンチの位置から外れ、カムがパンチを押圧しないことがあり、安定して所定の孔を穿孔することができないという問題点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明者らは、上記問題点を解決したパンチユニットとして、特開平１０−１８０６９３号公報記載のパンチユニットを開示した。本発明は、先に開示した上記特開平１０−１８０６９３号公報記載のパンチユニットを一層発展させたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために、本発明のパンチユニットは、穿孔孔の位置や数を選択してシート材に穿孔できるパンチユニットにおいて、所定孔位置に配設された複数のダイスと、該ダイスに対応する位置に配設された複数のパンチと、該パンチ列に平行に配設され軸方向移動が拘束された回転可能の駆動軸と、該駆動軸に軸方向に摺動移動可能に保持されたパンチを駆動する駆動手段と、該駆動手段を軸方向に摺動移動して選択されたパンチ位置に位置させる移動手段と、該移動手段を選択されたパンチ位置で拘束する位置決め手段とを備え、選択した孔位置のパンチを前記駆動手段により駆動して選択した位置や数の孔をシート材に穿孔することを特徴とするものである。
【０００６】
即ち、本発明のパンチユニットは、駆動軸は軸方向移動が拘束され、パンチを駆動するカムなどの駆動手段の方が駆動軸上を軸方向に摺動移動できるように保持されているので、この駆動手段を選択する孔のパンチ位置に摺動移動させて、駆動手段によりそのパンチを駆動することにより、選択した位置や数の孔を穿孔することができる。この駆動手段の移動は、該駆動手段を駆動軸に摺動させる移動手段により行われ、この移動手段は位置決め手段により選択されたパンチ位置で移動を拘束されるので、駆動時に駆動手段がパンチ位置からずれることが防止され、確実に選択位置の穿孔を行うことができる。
【０００７】
例えば、図１に示すように、Ｘ間隔の２つ孔またはＹ間隔の３つ孔の穿孔を選択して行うパンチユニットにおいて、Ｘ間隔の２つ孔を穿孔しようとする場合には、駆動軸の駆動手段（カム）４を移動手段により軸方向移動して、１Ｂ，１Ｄのパンチ位置に位置させる。このとき１Ａ，１Ｃ，１Ｅのパンチを駆動する駆動手段（カム）４は１Ａ，１Ｃ，１Ｅのパンチ位置から外れるように移動させておく。こうして駆動軸６を駆動すると、Ｘ間隔の２つの孔を穿孔することができる。同様にＹ間隔の３つの孔を穿孔しようとする場合には、駆動軸の駆動手段（カム）４を移動して１Ａ，１Ｃ，１Ｅのパンチ位置に位置させ、１Ｂ，１Ｄのパンチを駆動する駆動手段は１Ｂ，１Ｄのパンチ位置から外れるように移動させておくと、Ｙ間隔の３つの孔を選択して穿孔することができる。
【０００８】
この駆動手段の軸方向移動は、選択したパンチ位置で位置決め手段により拘束されるので、穿孔時にも駆動手段が軸方向に移動してパンチ位置から外れ穿孔不能になるようなことがない。
【０００９】
前記の効果を簡易に達成するためには、パンチを駆動する駆動手段は、駆動軸に軸方向に移動可能に保持され、かつ該駆動軸により回転駆動される１以上のカムから構成され、前記移動手段は該カムに係合して該カムを軸方向に摺動移動させるシフターと、該シフターを移動駆動するシフター駆動手段からなることことが望ましい。
【００１０】
即ち、パンチを駆動する駆動手段をカムにより構成すれば、簡易にパンチの駆動機構が得られる。このカムを駆動軸に軸方向に移動可能に保持し、シフターによりカムを摺動させて移動することにより、簡易に所定パンチ位置に移動させる移動手段が構成できる。
【００１１】
前記シフターは、コ字形断面の内側に前記カムに係合して該カムを軸方向に摺動移動させるシフトプレートが設けられ、前記カム軸を覆って軸方向に延長されたプラスチック成形によるコ字形断面ビームを備えるものであることが望ましい。
【００１２】
すなわち、このようにシフターを、内側にシフタープレートを備えたカム軸を覆うコ字形断面のビームにすることにより、シフターがカムとカム軸の安全カバーを兼ねることができ、デザインがよくなる。このシフターは、プラスチック成形により簡易安価に得ることができる。
【００１３】
このコ字形断面ビームには前記駆動軸に摺動する案内部が設けられ、該案内部により前記ビームが前記駆動軸をガイドとして軸方向に移動可能に保持されることが、シフターの移動ガイドを別個に設ける必要がなく、装置がコンパクトにできるので望ましい。また、前記シフター駆動手段は、スライドクランク機構により構成され、前記位置決め手段は該クランクの回転位置を検出して行うことが簡易な機構で、シフターの駆動と位置決めが容易にできるので望ましい。
【００１４】
また、前記クランクと同期回転する切欠カムと、該切欠カムの回転位置に依存してオン、オフ切替えされて前記クランクの回転位置が検出される位置決めスイッチとが設けられ、穿孔する孔位置を選択したとき、該選択値と前記位置決めスイッチのオン・オフ信号とを照合して、前記クランクを回転駆動して前記シフターを移動させ、前記所定のカムを選択した孔のパンチ位置にシフトさせるシフター制御手段を備えることにより、穿孔する孔の選択が簡易にできる。
【００１５】
このように、切欠カムの切欠位置でクランクの回転位置を検出することにより簡易にシフターの位置決めをすることができる。すなわち、例えば、スライドクランク機構のクランクに装着した切欠カムの凹の切欠位置に位置決めスイッチが接触するとき、シフターが２つ孔穿孔の位置にあり、凸の位置で接触するとき３つ孔穿孔の位置にあるようにする。そして、これに係合する位置決めスイッチが凹位置でオフ、凸位置でオンになるように設定しておく。
【００１６】
こうして、選択スイッチなどにより穿孔する孔を選択すると、シフター制御手段が位置決めスイッチのオン、オフを照合してシフターの位置を検知する。そして、シフターが選択した位置にないときは、シフター制御手段がスライドクランク機構のクランクを駆動して、シフターを選択した位置に移動させ、所定のカムを選択したパンチ位置に位置させる。この位置でパンチ軸を駆動すると選択した位置と孔数の穿孔ができる。従来は、このクランク位置の検出を２つのリミットスイッチで死点を検出して行ったが、本発明は、このように一つの位置決めスイッチのオン、オフにより、孔位置の選択ができることが特徴である。
【００１７】
前記カムは、前記駆動軸心を中心とした偏心カムを構成する偏心輪と、該偏心輪の短径とほぼ同一半径の外周を有する同心輪とを備え、また、前記カムの偏心輪の短径部外周に、前記同心輪の外周に接する切線によりほぼ扇形をなした逃げが設けられることが望ましい。
【００１８】
本発明のカムは、カムを構成する偏心輪と同心輪を備えているので、選択したパンチを駆動するときは偏心輪をパンチヘッドに位置させ、同パンチを駆動しないときは同心輪をパンチ位置になるように移動させる。このカムの軸方向移動は当然待機位置のカムの短径部の外周がパンチヘッド位置にあるときに行われるが、本発明のカムの同心輪は偏心輪の短径とほぼ同一半径を有するので、短径部における偏心輪と同心輪の外周面がほぼ面一になり、カムの軸方向移動の際にパンチヘッドが引っ掛かることなく円滑に移動できる。ほぼ面一とは多少の段差は勾配などで接続すれば滑らかに移動できるからである。
【００１９】
また、カムの偏心輪の短径部外周に、前記同心輪の外周に接する切線によりほぼ扇形をなした逃げを設けることにより、回転軸の回転がずれて、カムのパンチヘッドに接する位置が短径部から多少ずれても、移動の際に偏心輪に引っ掛かることが防止でき、スムーズな移動ができる。この切線は直線でも曲線でも良く、移動の際に偏心輪が引っ掛からないように、ほぼ扇形をなせば良い。
【００２０】
前記位置決め手段は、溝または突起を有するガイドと、該ガイドの溝または突起の１つに係合させて前記シフターの軸方向の移動を拘束する係合部材とからなることが望ましい。このようにして、カムが選択したパンチ位置にきたとき、係合部材がガイドの一つの溝または突起に係合するようにすれば、カムの軸方向の移動が拘束されて容易に位置決めができ、穿孔時にもカムが軸方向に移動してパンチ位置から外れ穿孔不能になるようなこともない。
【００２１】
また、前記カムの短径部外周がパンチヘッド位置にある駆動軸の回転位置を表示する回転位置表示手段を設けて、この表示位置で駆動軸を軸方向に移動するようにすれば、パンチヘッドがカムの段差に引っ掛かって移動が妨げられことがない。
【００２２】
また、前記カムの短径部外周がパンチヘッド位置にある駆動軸の回転位置のとき、前記シフターの軸方向移動を可能にするシフター移動制限手段を設けることにより、カムの移動の際に段差によってパンチヘッドを引っ掛けてパンチとダイスの位置を狂わすようなこともない。
【００２３】
また、前記カムがパンチを引抜く方向に運動するとき、該カムに従動してパンチを移動させるカムフォロアを前記パンチに装着することにより、穿孔後にパンチがシート材に凝着して引き抜かれないことを防止し、復帰バネを弱くして駆動力が軽減でき、円滑な穿孔ができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のパンチユニットの実施の形態について図面により具体的に説明する。本実施形態のパンチユニットは、シート材に２孔と３孔とを選択して穿孔できるものである。図１は本発明第１実施形態のパンチユニットの分解斜視図、図２はカム部の断面図、図３はパンチ駆動部分の詳細を示す断面図、図４は回転位置表示手段およびシフター移動制限手段の詳細図である。
【００２５】
まず図１に基づいてパンチユニット本体の構成について説明する。コ字形のフレーム２１には、穿孔位置に５個のパンチ１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅを案内するパンチガイド２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅが固定されている。これに対応する穿孔位置に５個のダイス孔３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ，３１Ｅ（３１Ｃ，３１Ｄ，３１Ｅは図示されない）が設けられたダイスブラケット３は、フレーム２１との間に通紙口２２が形成されるようにしてリベットによりフレーム２１の下側に固定されている。
【００２６】
ダイスブラケット３にはその基板部３ａにダイス孔３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ，３１Ｅ（３１Ｃ，３１Ｄ，３１Ｅは図示されない）が設けられている。５個のダイス孔は、３１Ｂ−３１Ｄの間隔Ｘに２孔を穿孔する場合と、３１Ａ−３１Ｃ−３１Ｅの間隔Ｙに３孔を穿孔する場合とを選択できるように所定間隔に配設されている。本実施形態では基板部３ａの面に所定の径の貫通孔のダイス孔を設けてダイスにしたが別個に作成したダイスを基板部３ａに取り付けるようにしてもよい。
【００２７】
パンチを往復駆動するカム軸６には両端に一対の軸受７，７が嵌入され、この両端の軸受７がフレーム２１の両端の立上り部２１ａに設けられた二股の軸受金用孔部２１ｂに嵌め合わされ、図示しないとめ輪により固定されて、それぞれ駆動軸６の駆動端６ａおよび従動端６ｂを軸支する。
【００２８】
５個のパンチｌＡ，ｌＢ，ｌＣ，ｌＤ，１Ｅは、それぞれダイスブラケット３の基板部３ａに設けられたダイス３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ，３１Ｅに対応する位置に配設され、フレーム２１に固設された５個のパンチガイド２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅに上下滑動可能に挿通されている。パンチｌＡ，ｌＡ，ｌＣ，ｌＤ，１Ｅのヘッド側には、それぞれフランジ１ｌが設けられ、フランジ１ｌとパンチガイド２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅとの間にそれぞれ復帰ばね５が嵌装されている。これにより、パンチｌＡ，ｌＢ，ｌＣ，ｌＤ，１Ｅは、その頭部がそれぞれカム（駆動手段）４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅの偏心輪外周に当接するか、またはわずかに間隔をおいた位置になるように上方に付勢されている。こうして、駆動軸６が回転すると選択されたカム（駆動手段）４の偏心輪４２の外周に対応して選択されたパンチｌが上下直線運動するようになっている。なお、本図には記載を省略してあるが、各パンチには、カム４の偏心輪４２を抱いて、カムの回転に追随してパンチ１を上昇させるカムフォロアが設けられている。カムフォロアの詳細については後述する。
【００２９】
駆動軸６は、ダイスブラケット３の立上り部３ｂの軸受７により軸方向移動が拘束されて回転可能に軸支されている。パンチｌＡ，ｌＢ，ｌＣ，ｌＤ，１Ｅにほぼ対応する位置の駆動軸６に、それぞれ図２、３に示すようにキーピン６ｃが埋着され、カム４のキー溝ｋに係合して、カム４に回転トルクを伝達すると共に、カム４を駆動軸６上を摺動移動可能に支持する。上記のように本実施例では、カム４と駆動軸６との係合方法をキーピンとキー溝によったが、四角軸、６角軸あるいはＤ断面軸などの異形断面軸によってもよい。
【００３０】
駆動軸６の駆動端６ａが図示しないモーターなどの回転駆動手段により回転駆動される。また、カム４の偏心輪４２の短径部がパンチ１のヘッド位置にある駆動軸６の回転位置を検出する回転位置検知手段が設けられ、この回転位置検知手段の検知信号により、待機時に駆動軸を偏心輪４２の短径部がパンチヘッド位置で停止させるように前記回転駆動手段のモータを制御するようになっている。この回転位置検知手段は、図４に示す表示矢１５と表示点１６を電気的に検出しても良いし、回転駆動手段のモータの回転から検出しても良い。また、駆動軸を手動回転できるように従動端６ｂには図４に示す手動ノブ１０などが取り付けられている。
【００３１】
５個のカム（駆動手段）４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅは、それぞれ図３に示すように、駆動軸６と同心円筒の同心輪４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅと、駆動軸心から偏心した偏心輪４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅとを組み合わせた形状をなし、同心輪の半径と偏心輪の短径が等しくされている。各カム（駆動手段）４の軸孔には軸方向に貫通したキー溝ｋが設けられている。カム４の軸孔のキー溝ｋに挿通された駆動軸６のキーピン６ｃが係合して、カム（駆動手段）４を軸方向に摺動移動可能に支持すると共に駆動軸６の回転トルクをカム（駆動手段）４に伝達する。
【００３２】
偏心輪４２は、図２に示すように偏心させた円板からなり、その短径部の外周近傍両側を同心輪４１の外周に接する切線ｓによりほぼ扇形に切り取った形状をなしてる。これは、待機位置において駆動軸の回転がずれて、パンチヘッドに接する点が短径部からはずれた位置で停止した場合に、偏心輪４２が図の破線に示すように円のままのカムを軸方向に移動すると、図の破線の部分がパンチヘッドに引っ掛かってスムーズに移動できないからである。本発明のように偏心輪４２に扇形の逃げを設けると、多少駆動軸の回転がずれても、逃げによりカムの軸方向移動がスムーズになる。なお、図の切線ｓは直線でも曲線でも良く、ほぼ扇形であれば良い。また、偏心輪４２は円でなくても楕円などでも良い。
【００３３】
駆動軸６に嵌装された各カム（駆動手段）４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅは、シフター５０のシフトピース５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ，５３ｅ，５３ｆにより所定間隔になるように駆動軸６に配列される。この駆動軸６における５個のカム（駆動手段）４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅの配列は以下のようにされる。すなわち、カム（駆動手段）４Ｂ，４Ｄの偏心輪４２ｂ，４２ｄをパンチｌＢ，ｌＤのヘッドに位置させたとき、他のカム（駆動手段）４Ａ，４Ｃ，４Ｅの同心輪４１ａ，４１ｃ，４１ｅがパンチｌＡ，ｌＣ，１Ｅのヘッドに位置し、カム（駆動手段）を移動して、カム４Ａ，４Ｃ，４Ｅの偏心輪４２ａ，４２ｃ，４２ｅをパンチｌＡ，ｌＣ，１Ｅのヘッドに位置させたとき、他のカム（駆動手段）４Ｂ，４Ｄの同心輪４１ｂ，４１ｄがパンチｌＡ，ｌＤのヘッドに位置するような間隔に配設される。
【００３４】
シフター５０は、直交する６本のアーム５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅ，５２ｆを設けた櫛状をなすシフトバー５１と、このアーム５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅ，５２ｆの先端にそれぞれ取り付けられたシフトピース５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ，５３ｅ，５３ｆとからなる。
【００３５】
各アーム５２ａ…の先端に取り付けられた各シフトピース５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ，５３ｅ，５３ｆは、駆動軸６に嵌装された各カム（駆動手段）４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅを前述した間隔に配列するように、それぞれ、各カム（駆動手段）４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅの相互の間と外側とに配設される。
【００３６】
シフトピース５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ，５３ｅ，５３ｆは、ほぼ駆動軸外径よりやや大きい内径を有する半円よりやや大きい円径のサドル形状をなし、駆動軸６に跨がり駆動軸６を抱き込むようにして嵌め込まれて装着されている。これによって、シフトバー５１を移動すると、シフトピース５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ，５３ｅ，５３ｆが駆動軸６をガイドとしてスライド移動し、各カム（駆動手段）４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅも所定の間隔を保ったまま駆動軸６上をスライド移動する。
【００３７】
前述のように、Ｘ間隔の２つ孔を穿孔しようとする場合には、カム（駆動手段）４Ｂ，４Ｄの偏心輪４２ｂ，４２ｄを１Ｂ，１Ｄのパンチ位置に位置させ、Ｙ間隔の３つの孔を穿孔しようとする場合には、カム（駆動手段）４Ａ，４Ｃ，４Ｅの偏心輪４２ａ，４２ｃ，４２ｅを１Ａ，１Ｃ，１Ｅのパンチ位置に位置させて、駆動軸を回転することにより、選択されたパンチが直線駆動され、それぞれ２つ孔または３つ孔が選択して穿孔できる。このとき、選択しないパンチヘッドには、それぞれカム（駆動手段）４の同心輪４１が当接するので、パンチは駆動されることなく穿孔はされない。
【００３８】
このようにカム４が駆動軸６上を摺動移動する際にも、偏心輪４２の短径部外周が同心輪の外周と面一になっているので、パンチ頭部などに引っ掛かることなくスムーズに移動できる。
【００３９】
シフター移動手段としてのシフトバー５１の軸方向移動は、手動によることもできるが、本発明実施形態では電動スライダクランク機構により行った。すなわち、図１に示すように、シフタ駆動モータ６１のウオーム６２にクランクピン６４を設けたウオームホイール６３を噛合わせ、このクランクピン６４にシフトバー５１の一端に直交させて設けたスライダ部５５の長孔５５ａを係合させ、モータの回転によりシフトバー５１が軸方向に直線運動するスライダクランク機構とした。
【００４０】
シフタ駆動モータ６１は、前記した駆動軸６の回転位置を検出する回転位置検知手段と連動し、カム４の偏心輪４２の短径部がパンチヘッド位置にある待機時のみ駆動できるように制御され、カム４の移動の際にパンチヘッドに引っ掛からないようにされている。
【００４１】
ウオームホイール６３の回転位置検出により、クランクピン６４を所定位置に停止させるようにすれば、簡易にシフトバー５１の位置、すなわちカム４の位置を所定位置に位置させる位置決め手段とすることができる。本実施形態の場合、カム４の所定移動距離をクランクのストロークになるようにクランクピンの半径を設定すれば、ウオームホイール６３の半回転毎に２つ孔と３つ孔の切替えができ簡易な制御ができる。シフトバーの電動駆動による制御手段については詳細を後述する。
【００４２】
他のシフター位置決め手段としては、図１に示すように、シフトバー５１に２本の溝５６ａ，５６ｂが設けられた溝金物５６を固着し、ダイスブラケット３の立上り部３ｂの一部に薄板ばねの突起金物５７を固着し、突起金物５７の先端の突起５７ａを溝金物５６の溝５６ａまたは５６ｂに係合させて行うこともできる。このとき、溝金物５６の２本の溝５６ａと５６ｂの間隔をカム４の所定移動距離にしておく。こうすれば、例えば図１において、突起金物５７の突起５７ａを溝金物５６の溝５６ａに係合させれば、パンチ１Ｂ，１Ｄが駆動されて２つ孔の穿孔ができ、突起５７ａを溝５６ｂに係合させれば、パンチ１Ａ，１Ｃ，１Ｅが駆動されて３つ孔の穿孔ができる。なお、溝金物５６の２本の溝５６ａ，５６ｂの間に平坦部分を設けることも可能であるが、突起金物５７の突起５７ａが２本の溝の中間で止まらないで必ずどちらかの溝に入るように２本の溝の間を山形にすることが好ましい。なお、溝金物と突起金物はフレームとシフトバーのいずれの側に設けても良い。本位置決め手段は、シフターを手動で移動する際には必要であるが、前述した電動の場合も電気的位置決めと併用すると、カムの軸方向移動が確実に固定できる。
【００４３】
また、本実施形態では、図１に示す駆動軸の従動端６ｂに、図４示す回転位置表示手段とシフタ移動制限手段を設けた。回転位置検知手段は図に示すように、軸受７に設けられた表示矢１５と駆動軸６の従動軸端近傍に設けられた表示点１６とにより構成されている。従動軸端に設けられた手動ノブ１０により駆動軸６を回転して、この表示矢１５と表示点１６を合わせるとカム（駆動手段）４の偏心輪４２の短径部がパンチ１のヘッドに位置するようにされている。
【００４４】
電動でシフトバー５１を移動する場合には、この表示矢１５と表示点１６を電気的に接続して回転位置検知手段とし、この検知信号により駆動軸６の回転駆動モータとシフタ駆動モータの回転を制御するようにしても良い。
【００４５】
またシフタ移動制限手段は、駆動軸６に固着された軸方向にスリット１３ａが設けられたスリット円板１３と、シフトバー５１に固着されたスリット１３ａのスリット幅よりやや小さい径の突起ピン１４が設けられた腕５１ａとからなる。この突起ピン１４がスリット１３ａを通過できる駆動軸６の回転位置が、カム（駆動手段）４の偏心輪４２の短径部がパンチ１のヘッド位置にあるようにされる。これにより、シフトバー５１を軸方向にスライド移動させる際に、突起ピン１４をスリット１３ａを合わせて移動すれば、カムの移動がスムーズにできる。
【００４６】
以下、上記構成の本発明のパンチユニットの動作について説明する。まず、待機位置にあるときは、駆動軸６はカム４の偏心輪４２の短径部がパンチ１のヘッド位置にあるようにして停止している。この状態で被穿孔シート材が通紙口２２から挿入される。
【００４７】
シート材に間隔Ｘの２つ孔の穿孔を行いたい場合には、シフタ駆動モータ６１を駆動してシフトバー５１を軸方向に移動駆動し、シフトピース５３を介してカム（駆動手段）４Ｂ，４Ｄの偏心輪４２ｂ，４２ｄが１Ｂ，１Ｄのパンチ位置に位置するようにカム４を軸方向に移動させる。この状態で、図示しない回転駆動手段により駆動軸６を回転すると、偏心輪４２ｂ，４２ｄによりパンチ１Ｂ，１Ｄが直線運動駆動され、Ｘ間隔の２つ孔を選択して穿孔できる。このとき、選択しないパンチ１Ａ，１Ｃ，１Ｅのヘッドには、それぞれカム（駆動手段）４Ａ，４Ｃ，４Ｅの同心輪４１ａ，４１ｃ，４１ｅが当接するので、これらのパンチは駆動されることなく穿孔はされない。
【００４８】
また、Ｙ間隔の３つの孔を選択して穿孔しようとする場合には、同様にカム（駆動手段）４Ａ，４Ｃ，４Ｅの偏心輪４２ａ，４２ｃ，４２ｅを１Ａ，１Ｃ，１Ｅのパンチ位置に位置させて、駆動軸６を回転することにより、パンチ１Ａ，１Ｃ，１ＥによってＹ間隔の３つ孔を選択して穿孔できる。
【００４９】
このように、各カムを所定位置に移動させるようにシフトバー５１の位置決めをするのは、前述のようにクランクピン６４を設けたウオームホイール６３の回転を制御することにより行われる。また、所定位置に移動されたシフトバー５１は、位置決め手段の溝金物５６と突起金物５７の係合により固定されるので、穿孔中にカム４がずれるようなことがなく円滑な穿孔が行われる。
【００５０】
上記実施形態では、シフトバー５１の移動を電動で行ったが、手動で行うこともできる。この場合は、手動ノブ１０を手動で回して駆動軸６を表示矢１５と表示点１６が合う位置に回転する。すると、駆動軸６はスリット円板１３のスリット１３ａが突起ピン１４に合う位置に来て、突起ピン１４がスリット１３ａを通過できるので、この位置でシフトバー５１を軸方向に移動する。このとき駆動軸６の回転位置は、カム４の偏心輪４２の短径部がパンチｌのヘッド位置にあるので、カム４はスムーズに軸方向に移動できる。
【００５１】
次に、本発明第２実施形態のシフターの形状を変更したパンチユニットについて説明する。図５は第２実施形態のパンチユニットの分解斜視図、図６はその側面図である。図１の第１実施形態のパンチユニットと同一部分については同一記号を使用する。また、第２実施形態はフレーム及びカム部については第１実施形態と同一で、シフター部分が異なるのみであるので、以下主としてシフターについて説明する。
【００５２】
図５及び６において、シフター５０は、カム軸の軸方向に延長されたコ字形断面を伏せた形状のプラスチック成形された箱形ビーム（コ字形断面ビーム）４５からなり、カム軸６及びカム４をカバーするようにして配設される。箱形ビーム４５のコ字形断面の内側に１０枚のシフトプレート４６が配置されている。シフトプレート４６ａと４６ａ´、４６ｂと４６ｂ´、４６ｃと４６ｃ´、４６ｄと４６ｄ´、４６ｅと４６ｅ´は、それぞれカム４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅの両側面を挟むようにして所定間隔に配列されている。
【００５３】
両端のシフトプレート４６ａ及び４６ｅ´の下端には、駆動軸６の外周を抱いて内周が駆動軸６に摺動する円弧状のサドル４６１が設けられている。サドル４６１の円弧長さは駆動軸６の外径の半円よりやや大きくされ、サドル４６１を駆動軸６に跨がらせ、駆動軸６を抱くようにして外周に嵌め込まれる。サドル４６１はプラスチックで弾性があるので、嵌め込み時に円弧の先端が広がり、嵌め込み後に縮んで駆動軸６の外周を把持する。これによって、箱形ビーム４５は駆動軸６とサドル４６１をガイドとして軸方向に摺動移動できるので、シフターのガイドを別個に設ける必要がない。
【００５４】
他のシフトプレート４６ａ´，４６ｂ，４６ｂ´，４６ｃ，４６ｃ´，４６ｄ，４６ｄ´，４６ｅの下端は駆動軸６の外径よりやや大きい半径の切欠４６２が設けられている。
【００５５】
コ字形断面ビーム４５の一端にはアーム４７が設けられ、これに直交して長孔５５ａを有するスライダ部５５が設けられている。これらの箱形ビーム４５、シフトプレート４６、アーム４７、スライダ部５５はプラスチックで一体成形されるが、個々に製作して組み立ててもよい。
【００５６】
第１実施形態と同様に、スライダ部５５が電動スライダクランク機構に係合し、箱形ビーム４５を軸方向に移動し、第１実施形態のシフトピースの代わりに、シフトプレート４６がカム４を移動させる。
【００５７】
第２実施形態のパンチユニットのその他の構成および動作については、第１実施形態と同様であるので省略する。
【００５８】
なお、本実施形態では、シフトプレート４６がカム４の両端面を挟んで、カム４を移動させるようにしたが、図１１に示すようにカムの同心輪４１の一部に円周溝４１１を設けて、シフトプレート４６をこの円周溝４１１に嵌入してカム４をシフトさせるようにしてもよい。
【００５９】
次に第１、第２実施形態に共通して使用される、パンチに装着されるカムフォロアについて説明する。図７（ａ）はカムフォロアの側面図、（ｂ）はその軸方向視図である。
【００６０】
カムフォロア２５は、カムの偏心輪４２の外周輪郭を上枠部２６と下枠部２７で囲む枠形状をなし、上枠部２６の内側の上接点２６ａと下枠部２７の内側の下接点２７ａで偏心輪４２の輪郭と接するようになっている。パンチ１の頭部に設けられた円周溝１０１を下枠部２７の下側に設けられたアリ溝２７ｂに嵌入させて、パンチ１の頭部に装着される。これによって、穿孔時にはカムの偏心輪４２の長径部輪郭が下接点２７ａに接してパンチ１を押し下げる。穿孔を終わると、偏心輪４２の長径部輪郭が上接点２６ａに接してパンチ１を強制的に引き上げる。これにより、復帰ばね５のみにより復帰する従来のパンチのように、穿孔後パンチが被穿孔シート材に固着して復帰しないということが防止できる。また、復帰ばねのみによるときは、強い付勢力の復帰ばねが必要になるが、復帰ばねを強くすると、穿孔時にこれに抗して押し込まねばならず大きなパンチの駆動力が必要になる。本発明のカムフォロアによれば、弱いばねでもかならず復帰するので、穿孔の動力が小さくて済み、かつ円滑な穿孔ができる。
【００６１】
次に本発明の穿孔位置を選択するシフターの制御手段について説明する。図８は制御における切欠カム６５とマイクロスイッチ（位置決めスイッチ）６６の状態を示す図、図９は制御手段７０のブロック図、図１０は２孔穿孔を選択した場合のシフターの動きを示すフローチャートである。
【００６２】
図８において、（ａ）は図１、図５と同じくクランクピン６４が右位置、すなわち２孔穿孔が選択された状態、（ｂ）はクランクピン６４が左位置、すなわち３孔穿孔が選択された状態にある場合を示す。図８（ａ）、すなわち２孔穿孔のときはマイクロスイッチ６６のレバー６６ａは切欠カム６５の切欠部（凹部）に接し、スイッチはオフになる。反対に図８（ｂ）、すなわち３孔穿孔のときはマイクロスイッチ６６のレバー６６ａは切欠カム６５の凸部に接し、スイッチはオンになるように設定されている。
【００６３】
以下、図８、９、１０を用いて孔選択の動作について説明する。まず、孔選択スイッチ７１の２孔選択７１ａあるいは３孔選択７１ｂのボタンを押して所望の穿孔を選択する。すると２孔選択の場合はマイクロスイッチのオフを選択し、３孔選択の場合はオンを選択することになる。
【００６４】
ここでは、２孔選択（オフ選択）した場合を例に上げて説明する。２孔穿孔をする場合は、まず選択スイッチ７１の２孔選択のボタン７１ａを押す。するとマイクロスイッチのオフを選択することになる（ＳＴＥＰ１）。これにより、ＣＰＵ７２はマイクロスイッチ６６のオン・オフを照合する（ＳＴＥＰ２）。マイクロスイッチ６６がオフになっている場合は、図８（ａ）の状態でシフタが２孔穿孔の位置にあるので、そのままＳＴＥＰ５に進みシフタモータ６１は停止したままにされる。マイクロスイッチ６６がオンになっている場合、すなわち図８（ｂ）の状態のときは、ＣＰＵ７２がシフタモータ駆動６１を駆動しウオームホイール６３を回転する（ＳＴＥＰ３）。さらにマイクロスイッチ６６のオン・オフを検知し（ＳＴＥＰ４）、オフになるとシフタ駆動モータ６１を停止しウオームホイール６３の回転を止める（ＳＴＥＰ５）。これにより、クランクピン６４は図８（ａ）の位置になり、シフター５０がカム４Ｂ，４Ｄをパンチ１Ｂ，１Ｄを駆動する位置に移動する。そして、この位置で駆動軸６を駆動すると２孔の穿孔ができる。
【００６５】
３孔選択（オン選択）する場合は、選択スイッチ７１の３孔選択のボタン７１ｂを押すことにより、２孔と同様の動作が行われて３孔穿孔が行われる。
【００６６】
以上述べたように本発明のパンチユニットによれば、軸方向に移動可能に複数のカム（駆動手段）が駆動軸に設けられており、選択した孔位置や数のパンチを駆動する位置に所要のカム（駆動手段）を移動できる。この位置で駆動軸を回転駆動すれば所要の位置や数の孔がシート材に穿孔できる。
【００６７】
また、待機時にカムの偏心輪の短径部がパンチヘッド位置になるように駆動軸が回転制御されており、カムのシフターもこれに連動して電動で軸方向移動が可能であるので、電気スイッチ一つで選択する位置や数の穿孔ができる。
【００６８】
このとき、本発明のパンチユニットにはカムの軸方向の位置決め手段として、シフタ駆動モータの回転制御や、溝と突起を係合させる位置決め部材が設けられているので、穿孔時にカムがずれることがなく安定した穿孔ができる。また、カムの偏心輪には短径部に扇形の逃げが設けられているので、カムの軸方向移動にあたってパンチヘッドに引っ掛かることがなくスムーズに移動できる。
【００６９】
さらに、手動でカムを移動する場合、回転位置表示手段と軸方向移動制限手段が設けられており、回転位置表示手段によって駆動軸の回転位置を合わせることにより、偏心輪の短径部がパンチヘッドに対応する位置に来るので、カムの軸方向移動がスムーズにできる。
【００７０】
また、シフターの移動をスライドクランク機構により電動駆動し、シフターの形状を、内側にシフトプレートを設けた箱形ビームにしてプラスチック成形し、カム軸を覆うようにすれば、軽量なシフターが得られ、かつカム軸の安全カバーを兼ねデザイン的にも優れたものになる。
【００７１】
孔位置の選択の際のシフターの制御は、前記スライドクランク機構のクランクと同期回転する切欠カムにマイクロスイッチを接触させて、このマイクロスイッチのオン、オフによってクランクの回転位置を検出し、シフターを駆動してカムを選択したパンチ位置にシフトさせるシフター制御手段を備えることにより、１個のマイクロスイッチで簡易に穿孔位置の選択ができる。
【００７２】
さらに、パンチにカムフォロアを装着することにより、復帰ばねを軽量にし、パンチ駆動力を軽減できる。
【００７３】
本実施形態では間隔の異なる２つ孔と３つ孔を選択するパンチユニットについて説明したが、設定するパンチの位置や数を変えることにより、任意の位置や数の穿孔が可能である。
【００７４】
【発明の効果】
上述したように、本発明のパンチユニットによれば、駆動軸に設けた軸方向移動可能にカム（駆動手段）を選択したパンチ位置に移動することにより、シート材に所要の位置または孔の穿孔が簡易にできるので、コピー機などの事務機に組み込まれるオフィスオートメーションに貢献する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明第１実施形態のパンチユニットの分解斜視図である。
【図２】本発明実施形態のカムの詳細図である。
【図３】本発明実施形態のパンチユニットのパンチ駆動部の詳細を示す図である。
【図４】本発明実施形態のパンチユニットの回転位置表示手段およびシフター移動制限手段の詳細を示す斜視図である。
【図５】本発明第２実施形態のパンチユニットの分解斜視図である。
【図６】本発明第２実施形態のパンチユニットの側面図である。
【図７】本発明実施形態のカムフォロアの詳細を示す図である。
【図８】シフト制御手段の切欠カムとマイクロスイッチの位置を示す図である。
【図９】シフト制御手段の構成を示すブロック図である。
【図１０】シフト制御手段の動作を示すフローチャートである。
【図１１】シフトプレートの他の一例を示す図である。
【符号の説明】
ｌＡ，ｌＢ，ｌＣ，ｌＤ，１Ｅ  パンチ、１０１  円周溝、２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ  パンチガイド、３  ダイスブラケット、３ａ  基板部、３ｂ  立上り部、４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅ  カム（駆動手段）、５  復帰ばね、６駆動軸、６ａ  駆動軸端、６ｂ  従動軸端、６ｃ  キーピン、ｋ  キー溝、７軸受、１０  手動ノブ、１１  フランジ、１３  スリット円板（軸方向移動制限手段）、１３ａ  スリット、１４  突起ピン（軸方向移動制限手段）、１５  表示矢（回転位置表示手段）、１６  表示点（回転位置表示手段）、２１  フレーム、２２通紙口、２５  カムフォロア、２６  上部枠、２７  下部枠、３ｌＡ，３ｌＢ，３ｌＣ，３ｌＤ，３１Ｅ  ダイス、４ｌａ，４ｌｂ，４ｌｃ，４ｌｄ，４１ｅ  同心輪、４１１  円周溝、４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ偏心輪、４５  箱形ビーム（コ字形断面ビーム）、４６ａ，４６ａ´，４６ｂ，４６ｂ´……  シフトプレート、４６１  サドル、４６２  切欠、４７  アーム、５０  シフター、５１  シフトバー（移動手段）、５１ａ  腕、５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅ，５２ｆ  シフトアーム、５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ，５３ｅ，５３ｆ  シフトピース、５５  スライダ部  ５５ａ  長孔、５６  溝金物（位置決め手段）、５７  突起金物（位置決め手段）、６１  シフタ駆動モータ、６２  ウオーム、６３  ウオームホイール、６４クランクピン、６５  切欠カム、６６  マイクロスイッチ（位置決めスイッチ）、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003609992.tif 000009
【図９】
0003609992.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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