(57)【要約】テーブル（４）上に複数枚重ね合わせて載置した紙を切断する紙断装置。垂直ガイドに沿って上方から降下する紙押え（２）と、テーブル（４）下方から上昇するカッター刃（３）とからなる。紙押え（２）の紙押え機構としては、回転するスクリュー７に第１ナット（８）を螺合し、この第１ナット（８）と紙押え（２）はリンク（５）を介して連結される。カッター刃（３）は傾斜したガイド溝（１４）を形成したガイド（１３）に取り付けられ、カッター刃（３）から突出した内側スライダー（１５）はガイド溝（１４）に嵌る。内側スライダー（１５）は回転する第２スクリュー（１６）に螺合した第２８ナット（１９）と結合した移動駒（２０）に形成された縦溝（２５）に係合・連結している。上記第２スクリュー（１６）の回転は偏心ギア（２３ａ，２３ｂ）により変速される。
2004096506.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚の紙を重ね合せて載置するためのテーブルと、
該テーブルの紙載置面に平行な刃先を上端に有するとともにテーブルの下側に配置したカッター刃と、
上方から下方に向かって紙を押える上下動自在の紙押えと、
該紙押えを垂直方向に上下摺動自在に挟持する垂直ガイドと、
該紙押えを駆動するための第１モータと、
該第１モータによって回転する第１スクリューと、
該第１スクリューに螺合した第１ナットと、
該第１ナットと該紙押えとを連結するリンクと、
斜め方向に延びたガイド溝をそれぞれ有し、該ガイド溝内を摺動自在にカッター刃を挟持する一対のガイドと、
該カッター刃からカッター刃の面に対して垂直に突出して該ガイド溝に係合するスライダーと、
該スライダーに対してガイド溝に沿った方向の低周波振動を与える機構と、
を備え、
該カッター刃がガイド溝に沿った方向の低周波振動を伴って上下動可能としたことを特徴とする加振式紙断裁装置。
【請求項２】
上記スライダーは、第２モータによって回転する第２スクリューに螺合した第２ナットと一体に結合した移動駒に形成された縦溝に係合・連結してなる請求の範囲第１項に記載の加振式紙断裁装置。
【請求項３】
上記低周波振動を与える機構は、第２スクリューの回転を変速するためのギア機構からなる請求の範囲第２項に記載の加振式紙断裁装置。
【請求項４】
上記第２スクリューの回転を変速するためのギア機構は、対を成す偏心ギアを含んでいる請求の範囲第３項に記載の加振式紙断裁装置。
【請求項５】
上記偏心ギアの角速度の変化ω２／ω１、速度の変化Ｖ、及び芯間距離ａ１＋ａ２が次の式で表わされるようにした請求の範囲第４項に記載の加振式紙断裁装置。
角速度の変化：ω２／ω１＝（１＋ε）／（１−ε）〜（１−ε）／（１＋ε）
速度変化：Ｖ＝２πｆｒ（１±２δ／ｒ）
芯間距離：ａ１＋ａ２＝２ｒ〜２ｒ＋δ２／ｒ
ここで、ε＝２δ／（ａ１＋ａ２）≒δ／ｒ
δ：偏心ギアの偏心量    ｆ：偏心ギアの回転数
ａ１：偏心ギア２３ａの半径、ａ２：偏心ギア２３ｂの半径
【請求項６】
上記カッター刃に面接触した状態でカッター刃の上下動に伴って上下動するカッター台を更に具備し、紙押えの両側には第１ストッパー片を取り付け、カッター台の両側上端には第２ストッパー片を取着し、カッター刃が上昇して所定の位置に達すると第１および第２ストッパー片が互いに当接するようにしてなる請求の範囲第１項に記載の加振式紙断裁装置。
【請求項７】
上記第１および第２ストッパー片の一方側のストッパー片をそれぞれネジ機構とすることによって、両ストッパー片が当接する際のカッター刃の先端位置を調整可能としてなる請求の範囲第６項に記載の加振式紙断裁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は重ね合せた複数枚の紙を切断する加振式紙断裁装置に関するものである。
【背景技術】  積み重ねた複数枚の紙を切断するための断裁装置にも色々あるが、一般的には大掛かりで大きな装置である。例えば１０００枚以上重ねた紙を位置ズレしないように紙押えを降下してクランプし、傾斜した刃先を有するカッター刃を上方から降下することによって切断するものがある。積み重ねた複数枚の紙を一気に切断するため、大きな力を要し、そのため、紙押え及びカッター刃は油圧駆動方式と成っていて、数トンの力を発揮して紙を切断している。勿論、油圧駆動方式ではなくてモータを利用した断裁装置もあるが、一般には交流電源で数百〜数千Ｗのモータが用いられている。
更に、カッター刃を上方から降下させるため、紙押えとカッター刃とが、双方共に上方に位置するために装置の嵩が大きなものとなっている。
又、従来の断裁装置では、カッター刃の傾斜した刃先が、重ね合せた紙の片側からもう一方の片側まで到達することによって一気に切断するため、重ね合せる紙の枚数が多くても少なくても同じストロークとなるために、枚数が少ない紙を切断する場合にはカッター刃の動きに無駄が生じ、その分だけ切断作業の能率が低下する。
又、傾斜した刃先を有するカッター刃によって、重ね合せた紙の片側から切り始めてもう一方の片側へ向かって切断するため、切断時に紙屑がカールされ、切り落とされた紙屑が多大な量となるため、これを除去しなくてはならない。すなわち、風を送ったり、ブラシで強制的に除去する方法が採られている。このような、紙屑除去の補助的な機能を備えることで断裁装置全体が大型化してしまう。
さらに、傾斜した刃先を有するカッター刃によって紙を切断する場合、傾斜した刃先が、重ね合せた紙の片側からもう一方の片側に到達するまで、切断された複数枚の紙屑が落下せずに、刃先面と擦れ合って静電気が発生し、刃先には紙屑の切断片が付着してしまうため、刃先をブラシで擦って強制的に除去する等の処理が必要となる。
又、カッター刃を上方から降下して紙を切断するため、小さな紙屑はテーブル上に残ってしまい、自然落下することができないために、刃先面と擦れ合って静電気の発生や、刃先への付着の原因となるため、これも、風を送ったり、ブラシで擦って強制的に除去する方法によって除去しなくてはならない。
ところで一般的に刃物で被切断材を切断する場合、その刃物の切断性能を表現するのに「切れ味」という言葉で表現されることが多い。この切れ味は、切断時に刃物に加わる力の大小（切削抵抗）、その切断面に切断筋等が付いて損傷が付いているか否かの切断面の良否、刃物の耐久性などによって判断される。
切断抵抗の要因として、幾何学的要因（刃物の形状）、力学的要因（切断の方法など）、材料学的要因（刃物の材質など）の３つがある。
力学的要因は、切断抵抗Ｆａを２つの要素抵抗で表現すると、
Ｆａ＝Ｆｂ＋Ｆｃ        となる。
Ｆｂ：被切断材の変形・破壊抵抗、
Ｆｃ：被切断材と刃物間の摩擦抵抗
また、多数枚を重ねた被切断材（シート束、積層紙、金属箔、薄金属板層）を切断する断裁装置の切断抵抗は、刃物による被切断材の変形量である圧縮弾性の変動や、摩擦力の変動により、不規則に変動することが認められている。このような断裁装置を駆動モータなどで駆動するには、その駆動モータなどの駆動力は、最大切断抵抗に基づいて設定すると共に、断裁装置自体の剛性も最大切断抵抗に基づいて設定する必要がある。
従って、従来の紙断裁装置はサイズ並びに重量が大きく、そのために事務機の付属装置として内蔵することはできない。
このように、従来の紙断裁装置には上記のごとき問題がある。本発明が解決しようとする課題はこの問題点であり、非常にコンパクト化すると共に消費電力の小さい小型モータで駆動することができ、又切断時間の短縮と省力化による効率化を図った加振式紙断裁装置を提供することを目的とする。
【発明の開示】
本発明に係る紙断裁装置は、複数枚の紙を重ね合せて載置するためのテーブルと、該テーブルの紙載置面に平行な刃先を上端に有するとともにテーブルの下側に配置したカッター刃と、上方から下方に向かって紙を押える上下動自在の紙押えと、該紙押えを垂直方向に上下摺動自在に挟持する垂直ガイドと、該紙押えを駆動するための第１モータと、該第１モータによって回転する第１スクリューと、該第１スクリューに螺合した第１ナットと、該第１ナットと該紙押えとを連結するリンクと、斜め方向に延びたガイド溝をそれぞれ有し、該ガイド溝内を摺動自在にカッター刃を挟持する一対のガイドと、該カッター刃からカッター刃の面に対して垂直に突出して該ガイド溝に係合するスライダーと、該スライダーに対してガイド溝に沿った方向の低周波振動を与える機構とを備え、該カッター刃がガイド溝に沿った方向の低周波振動を伴って上下動可能に構成した。
かかる構成により、該カッター刃は低周波振動を伴って斜め上方へ上昇して紙押えにて押えられた最下層の紙から順次１枚ずつ切断することができる。また、第１モータが回転することによって第１スクリューが回転して第１スクリューに螺合した第１ナットが移動し、リンクが作動することによって紙押えが上下動する。
上記スライダーは、第２モータによって回転する第２スクリューに螺合した第２ナットと一体に結合した移動駒に形成された縦溝に係合・連結して構成し得る。
上記低周波振動を与える機構は、第２スクリューの回転を変速するためのギア機構から構成し得る。また、この第２スクリューの回転を変速するためのギア機構は、対を成す偏心ギアを含むことで構成してもよい。かかる回転の変速によってカッター刃の上昇速度が変化して一種の低周波数の振動を与えることができる。
上記偏心ギアの角速度の変化ω２／ω１、速度の変化Ｖ、及び芯間距離ａ１＋ａ２を以下の式で表わされるようにするのがカッター刃の寿命を長くし、安定した切断を得る上で好ましい。
角速度の変化：ω２／ω１＝（１＋ε）／（１−ε）〜（１−ε）／（１＋ε）
速度変化：Ｖ＝２πｆｒ（１±２δ／ｒ）
芯間距離：ａ１＋ａ２＝２ｒ〜２ｒ＋δ２／ｒ
ここで、ε＝２δ／（ａ１＋ａ２）≒δ／ｒ
δ：偏心ギアの偏心量    ｆ：偏心ギアの回転数
ａ１：偏心ギア２３ａの半径、ａ２：偏心ギア２３ｂの半径
振動は数十ヘルツ（１０〜９９Ｈｚ）の低周波数が好ましく、発振手段は電気式でなく上述のような機械式振動手段を採用している。
また、上記カッター刃に面接触した状態でカッター刃の上下動に伴って上下動するカッター台を更に具備し、紙押えの両側には第１ストッパー片を取り付け、カッター台の両側上端には第２ストッパー片を取着し、カッター刃が上昇して所定の位置に達すると第１および第２ストッパー片が互いに当接するようにすることで、カッター刃に無理な加重を掛けることなくより安定した切断が可能となる。
さらに、上記第１および第２ストッパー片の一方側のストッパー片をそれぞれネジ機構とすることによって、両ストッパー片が当接する際のカッター刃の先端位置を調整可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】  第１図は、本発明の第１実施例に係る紙断裁装置の正面図、
第２（ａ）図は、第１図の２（ａ）−２（ａ）断面図、
第２（ｂ）図は、第１図の２（ｂ）−２（ｂ）断面図、
第２（ｃ）図は、第１図の２（ｃ）−２（ｃ）断面図、
第３図は、カッター刃を昇降動するためのスクリューを駆動する偏心ギア機構の説明図、
第４図は、本発明の第２実施例に係る紙断裁装置の正面図、
第５図は、同上の紙断裁装置の側面図、
第６図は、第４図における６−６断面図、
第７図は、紙押えとカッター刃及び紙との配置関係を示す説明図、
第８図は、ストッパー片とカッター刃とカッター台との配置関係を側面から拡大して示す説明図、
第９図は、同上のストッパー片の要部を正面から示す拡大図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明に係る実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
第１図は本発明の第１実施例に係る紙断裁装置を示す正面図であり、同図の符号１は重ね合せた複数枚の紙１を示し、符号２は該紙１が位置ズレしないように押える紙押え、符号３は該紙１を切断するためのカッター刃を夫々表わしている。重ね合された紙１は平坦なテーブル４の上に載置され、紙押え２は上方から降下して紙１が切断される際にズレないように紙押え２にて強固にクランプされる。
紙押え２は角型断面の棒体であって紙の全幅にわたって当接し、該紙押え２は中立軸に対して等距離に設けているリンク５ａ、５ｂにて連結されている。該リンク５ａ、５ｂは、第１スクリュー７に嵌っているスリーブ３２ａ、３２ｂに上側リンク軸９ａ、９ｂを介して連結している。両スリーブ３２ａ、３２ｂは連結具２４で連結されて、常に一定の間隔が保たれるように保持され、そして連結具２４の中央部に形成した凹部に嵌っている第１ナット８は第１スクリュー７と螺合している。そこで、第１スクリュー７が回転することによって、第１ナット８は第１スクリュー７に沿って移動し、その結果、連結具２４及び該連結具２４と連結している両スリーブ３２ａ、３２ｂが一定間隔を保って移動することでリンク５ａ、５ｂ…の傾きは変化する。
第１図において、スリーブ３２ａ、３２ｂが右側へ移動する場合は、紙押え２は降下して紙１を押圧する。紙押え２の両サイドは垂直ガイド３１によってガイドされているために、左右方向へ移動することはなく、スリーブ３２ａ、３２ｂの移動に伴って紙押え２は上下動する。第１スクリュー７は第１モータ１０によって回転駆動され、間には複数の上部ギア１１ａ、１１ｂ…が介在することで回転速度を落として第１スクリュー７をゆっくり回転することができる。
例えばＤＣ２４Ｖの電源で２５Ｗ相当の第１モータ１０を使用しても積み重ねた紙１を強力にクランプすることができる。また、スリーブ３２ａ、３２ｂ又は連結具２４の位置を検出することによってリンク５ａ、５ｂ…の傾きθが分かり、その結果、紙押え２にて押えられている積み重ねた紙１の厚さを知ることができる。
一方、カッター刃３は上記紙押え２の下側に装着され、両ガイド１３ａ、１３ｂの間に嵌ってスライドすることができる。しかも、カッター刃３のスライド方向は斜め上下方向であって、ガイド１３ａ、１３ｂには２本のガイド溝１４ａ、１４ｂが所定の距離をおいて夫々形成され、しかもガイド溝１４ａ、１４ｂは斜め方向に傾斜している。
カッター刃３の両面には内側スライダー１５ａ、１５ｂがそれぞれ水平に突出し、これら内側スライダー１５ａ、１５ｂはガイド溝１４ａ、１４ｂに遊嵌している。そして内側スライダー１５ａ、１５ｂがガイド溝１４ａ、１４ｂに沿って移動するに伴って、カッター刃３は斜め方向へスライドすることができる。ここで、カッター刃３を担持する内側スライダー１５ａ、１５ｂが、互いに平行を成して形成しているガイド溝１４ａ、１４ｂに嵌った状態で移動するために、カッター刃３は常に水平に保たれている。傾斜したガイド溝１４ａ、１４ｂの左端に内側スライダー１５ａ、１５ｂがあるときカッター刃３は降下しているが、内側スライダー１５ａ、１５ｂがスライドして右方向へ移動することで該カッター刃３は上昇する。
そしてカッター刃３の下側には第２スクリュー１６が水平に取り付けられ、該第２スクリュー１６は第２モータ１７によって複数の下部ギア１８ａ、１８ｂ…を介して回転駆動され、第２スクリュー１６に螺合している第２ナット１９は該第２スクリュー１６の回転と共に移動することができる。第２ナット１９からは移動駒２０が立ち上がり、上記内側スライダー１５ａと係合している。すなわち、移動駒２０には縦溝２５が形成され、縦溝２５に外側スライダー３０ａが係合している。
移動駒２０に設けている軸ピン２２を介して内側スライダー１５ａと連結し、移動駒２０は第２スクリュー１６と平行に設けているガイド棒２１に沿って移動することができる。第２スクリュー１６は第２モータ１７にて回転し、該第２スクリュー１６の回転に伴って第２ナット１９は移動し、第２ナット１９を取着している移動駒２０はガイド棒２１に沿って移動する。そして、移動駒２０はガイド棒２１に沿って水平移動するが、軸ピン２２は縦溝に沿って上下動すると共に内側スライダー１５ａをガイド溝１４ａに沿ってスライドさせ、その結果、カッター刃３が昇降動する。
従って、カッター刃３はガイド溝１４ａ、１４ｂに沿って斜め方向へ押上げられ、紙押え２によってクランプされている紙１を下側から１枚づつ切断することができる。紙１の切断屑は１枚づつ切断されることで刃先面と擦れ合い続けることなく落下し、そのために紙屑が刃先に付着することはない。ここで、紙１を切断する際に、上記カッター刃３が上昇すると同時に水平方向へも移動することによってクランプされている紙１が位置ズレしないように、リンク５ａ、５ｂにより強力にクランプされている。
ところで、カッター刃の切れ味は該カッター刃と紙の切断抵抗が小さい程良好である。切断にはカッター刃が刃先稜と直角方向に押し込まれる「押し切り」と、カッター刃が刃先稜と平行な移動を伴いながら押し込まれる「引き切り」とがある。本発明は後者の「引き切り」を重視した方法を採用しているが、ここでカッター刃の先端角（楔角）γ、刃先稜に直角な方向に押し込まれる速度（押し込み速度）Ｖと、カッター刃が刃先稜と平行な移動をする速度（水平速度）ｖにより、見かけのカッター刃先端角（有効楔角）βは次の式で表わされる。
ｔａｎβ＝Ｖ／（Ｖ２＋ｖ２）１／２・ｔａｎγ
この式から分かるように、切断抵抗は紙質とカッター刃の見掛けの先端角（有効楔角）βにより変化し、紙質に応じた最適楔角βが存在する。本発明の紙断裁装置は上記の式を考慮し、事務機等に装備されることによる実用上の寸法、切断時間等の制約条件に基づいて、最適な押し込み速度Ｖ及び水平速度ｖを制御するガイド溝と該ガイド溝に嵌るスライダーを具備している。
ところで、本発明の紙断裁装置では上記カッター刃を上昇することでクランプされている紙を切断することができるが、この際に切断力を軽減すると共に消費電力を小さくするために低周波の振動をカッター刃３に与える構造と成っている。その手段は色々あるが、本発明では製作コストの削減と作動の安定を図るために機械式発振機構を採用する。第２（ｂ）図に第１図の２（ｂ）−２（ｂ）断面図を示しているように、第２モータ１７から第２スクリュー１６を回転させるギア機構において、偏心ギア２３ａ、２３ｂを組み合せている。
偏心ギア２３ａ、２３ｂは第２スクリュー１６の回転速度を変化させ、その結果、移動駒２０は一定速度で移動せず、ガイド溝１４ａ、１４ｂをスライドする内側スライダー１５ａ、１５ｂの移動速度に変化を与える。従って、カッター刃３には振動が与えられた動きとなり、切断力及び消費エネルギーは低下する。該実施例では２個の偏心ギア２３ａ、２３ｂを用い、第２モータ１７の定速回転を変速回転として第２スクリュー１６へ伝達することができる。
ここで、第３図に示すように偏心ギア２３ａ、２３ｂを円形ギアとする場合は、偏心ギア２３ａ、２３ｂの角速度の変化ω２／ω１、速度の変化Ｖ、及び芯間距離ａ１＋ａ２は次の式で表わされる。
角速度の変化：ω２／ω１＝（１＋ε）／（１−ε）〜（１−ε）／（１＋ε）
速度変化：Ｖ＝２πｆｒ（１±２δ／ｒ）
芯間距離：ａ１＋ａ２＝２ｒ〜２ｒ＋δ２／ｒ
ここで、ε＝２δ／（ａ１＋ａ２）≒δ／ｒ
δ：偏心ギアの偏心量    ｆ：偏心ギアの回転数
ａ１：偏心ギア２３ａの半径、ａ２：偏心ギア２３ｂの半径
そこで、上記偏心ギア２３ａ、２３ｂの芯間距離（ａ１＋ａ２）は基準芯間距離２ｒよりδ２／ｒだけ大きくする必要がある。ただし、円形ギアでなく楕円ギアを使用する場合は、芯間距離の変化を考慮することなく使用できる。そして、該偏心ギア２３ａ、２３ｂに基づく速度変化Ｖにより、上記第２スクリュー１６の回転速度が変化し、ひいてはカッター刃３の上昇速度が変化して一種の低周波数の振動を与えることができる。
ところで、カッター刃はその移動停止位置がリミットスイッチにて検知されて、紙の切残りが発生しないように制御されている。しかし、該リミットスイッチによる電気的制御方法は作動誤差が避けられず、又リミットスイッチの取り付け誤差、及び取り付け部品の製作誤差などの影響を受けることになり、切断すべき最後の１枚が切り残されたり、逆に紙押えの受木面にカッター刃が必要以上に深く食い込んでしまう。
その結果、カッター刃の寿命は短くなり、安定した切断を困難にしている。そして、電気制御が故障した際には、カッター刃が受木に食い込んで非常停止するが、断裁装置は損傷して大きなダメージを受ける危険性がある。
そこで、以下のように、本発明の第２実施例の断裁装置はカッター刃の位置決め機構を備えている。
第４図〜第６図は本発明の第２実施例に係る紙断裁装置を示し、第４図は正面図、第５図は側面図、第６図は第４図の６−６断面図を表している。図中の符号１は重ね合せた複数枚の紙１を示し、符号２は該紙１が位置ズレしないように押える紙押え、符号３は該紙１を切断するためのカッター刃を夫々表わしている。重ね合された紙１は平坦なテーブル４の上に載置され、紙押え２は上方から降下し、紙１が切断される際にズレないように該紙押え２にて強固にクランプされる。
紙押え２はコ型断面の棒体であって紙の全幅にわたって当り、該紙押え２は中立軸に対して等距離に設けているリンク５ａ、５ｂにて連結されている。該リンク５ａ、５ｂは第１スクリュー７ａ、７ｂに螺合している第１ナット８ａ、８ｂに上側リンク軸９ａ、９ｂを介して連結している。両第１スクリュー７ａ、７ｂは駆動軸３４の両端部に設けられ、駆動軸３４が回転することによって、第１スクリュー７ａ、７ｂに螺合している第１ナット８ａ、８ｂの間隔は増減する。その結果、紙押え２と下側リンク軸６ａ、６ｂ、上側リンク軸９ａ、９ｂを介して連結しているリンク５ａ、５ｂ…の傾きは変化する。
第４図において、第１ナット８ａ、８ｂの間隔が縮小するに伴い、紙押え２は降下して積層されている紙１を押圧する。そして、紙押え２は垂直ガイド３１によってガイドされているために、左右方向へ移動することはなく、駆動軸３４の回転に伴う第１ナット８ａ、８ｂの移動によって紙押え２は上下動する。該駆動軸３４は第１モータ１０によって回転駆動され、間には複数の上部ギア１１ａ、１１ｂ…が介在することで回転速度を落として駆動軸３４をゆっくり回転することができる。そして、リンク５ａ、５ｂが起立することで紙押え２が降下する際、リンク５ａ、５ｂによって紙を押える力は、リンクの傾きが大きい後期の力に比べてリンクの傾きの小さい初期の力が弱いが、紙押え２にはコイルバネ２６、２６・・にて下方へ押し下げるバネ力を付勢することによって、初期から後期にかけて紙押え力は略均等とされている。
この第２実施例においても、第１実施例と同様に、ギア機構とリンク機構を組合せた紙押えであるために、例えばＤＣ２４Ｖの電源で２５Ｗ相当の第１モータ１０を使用しても紙１を強力にクランプすることができる。そして第１ナット８ａ、８ｂの位置を検出することによって、リンク５ａ、５ｂ…の傾きθが分かり、その結果、紙押え２にて押えられている紙１の厚さを知ることができるために、カッター刃３の移動量を無駄なく制御することが可能と成る。
第７図は紙１、紙押え２、カッター刃３の関係を図案化したもので、
Ａ：紙が入る最大間隔、  ａ：紙押えの移動距離、  ｂ：カッター刃の移動距離、
を表している。
そこで、紙押え２が距離ａだけ降下して一定の力で紙１を押えると、第１モータ１０には所定の負荷が作用し、この負荷を検出して該第１モータ１０は瞬時に停止する。
次にカッター刃３が上昇して紙１を切断して第１ストッパー片１２ａ、１２ｂ、第２ストッパー片３３ａ、３３ｂが互いに当接する。そして紙１が切断された後は紙押え２は上昇し、カッター刃３は降下する。
この場合、紙１の枚数が少なくて連続して何度も切断する場合には、紙押え２は距離ａだけ戻らず、紙１の取替えに必要な距離だけ戻り、更に時間を短くするように制御することができる。
一方、カッター刃３はカッター台２７に面接された状態で上記紙押え２の下側に装着され、両ガイド１３ａ、１３ｂの間に挟持された状態でスライドさせることができる。しかも、カッター刃３のスライド方向は斜め上下方向であって、ガイド１３ａ、１３ｂには２本のガイド溝１４ａ、１４ｂが所定の距離をおいて夫々形成され、しかもガイド溝１４ａ、１４ｂは斜め方向に延在している。
第６図に示すように、カッター刃３及びカッター台２７には軸ピン２２が貫通し、両側へ突出した軸ピン２２には内側スライダー１５ａ、１５ｂが取り付けられ、更に軸ピン２２の先端には外側スライダー３０ａが取り付けられている。そして上記内側スライダー１５ａ、１５ｂはガイド溝１４ａ、１４ｂに嵌り、外側スライダー３０ａは移動駒２０に設けている縦溝２５に嵌っている。
ところで、カッター刃３には丸穴が設けられて軸ピン２２は該丸穴を貫通し、上記内側スライダー１５ａ、１５ｂがガイド溝１４ａ、１４ｂに沿って移動するにつれて、カッター刃３は斜め方向へスライドすることができる。ただし、カッター刃３は平行を成して形成している両ガイド溝１４ａ、１４ｂに内側スライダー１５ａ、１５ｂが嵌って移動することで常に水平に保たれて移動することができる。傾斜したガイド溝１４ａ、１４ｂの左端に内側スライダー１５ａ、１５ｂがあるときカッター刃３は降下しているが、内側スライダー１５ａ、１５ｂがスライドして右方向へ移動することで該カッター刃３は上昇する。
そしてカッター刃３の下側には第２スクリュー１６が水平に取り付けられ、該第２スクリュー１６は第２モータ１７によって複数の下部ギア１８ａ、１８ｂ…を介して回転駆動され、第２スクリュー１６に螺合している第２ナット１９は該第２スクリュー１６の回転と共に移動することができる。第２ナット１９からは移動駒２０が立ち上がり、上記内側スライダー１５ａと連結している。すなわち、移動駒２０には縦溝２５が形成されて、該縦溝２５には外側スライダー３０ａが係合し、角型をした外側スライダー３０ａと内側スライダー１５ａは軸ピン２２にて連結し、しかもガイド溝１４ａと縦溝２５の向きに規制されるように各スライダー１５ａ、３０ａは回転可能と成っている。
移動駒２０は第２スクリュー１６と平行に設けているガイド棒２１に沿って移動することができる。すなわち、第２スクリュー１６は第２モータ１７にて回転し、該第２スクリュー１６の回転に伴って第２ナット１９は移動し、第２ナット１９を取着している移動駒２０はガイド棒２１に沿って移動する。そして、移動駒２０はガイド棒２１に沿って水平移動するが、軸ピン２２は外側スライダー３０ａと共に縦溝２５に沿って上下動すると共に、内側スライダー１５ａをガイド溝１４ａに沿ってスライドさせ、その結果、カッター刃３は斜め方向に昇降動する。
従って、カッター刃３はガイド溝１４ａ、１４ｂに沿って斜め方向へ押上げられ、紙押え２によってクランプされている紙１を下側から１枚づつ切断することができる。紙１の切断屑は１枚づつ切断されることで刃先面と擦れ合い続けることなく落下し、そのために紙屑が刃先に付着することはない。ここで、紙１を切断するには上記カッター刃３が上昇すると同時に水平方向へも移動するために、クランプされている紙１が位置ズレしないようにリンク５ａ、５ｂを介して紙押え２により強力にクランプされている。
ところで、カッター刃の切れ味は該カッター刃と紙の切断抵抗が小さい程良好である。切断にはカッター刃が刃先稜と直角方向に押し込まれる「押し切り」と、カッター刃が刃先稜と平行な移動を伴いながら押し込まれる「引き切り」とがある。本発明は後者の「引き切り」を重視した方法を採用しているが、ここでカッター刃の先端角（楔角）γ、刃先稜に直角な方向に押し込まれる速度（押し込み速度）Ｖと、カッター刃が刃先稜と平行な移動をする速度（水平速度）ｖにより、見かけのカッター刃先端角（有効楔角）βは次の式で表わされる。
ｔａｎβ＝Ｖ／（Ｖ２＋ｖ２）１／２・ｔａｎγ
この式から分かるように、切断抵抗は紙質とカッター刃の見掛けの先端角（有効楔角）βにより変化し、紙質に応じた最適楔角βが存在する。本発明の紙断裁装置は上記の式を考慮し、事務機等に装備されることによる実用上の寸法、切断時間等の制約条件に基づいて、最適な押し込み速度Ｖ及び水平速度ｖを制御するガイド溝と該ガイド溝に嵌るスライダーを具備している。
本発明の紙断裁装置では上記カッター刃を上昇することでクランプされている紙を切断することができるが、カッター刃３の刃先が紙押え２まで届かないことで紙１の切残しが発生しないように、又逆にカッター刃３が紙押え２の受木面に食い込み過ぎないようにストッパーが備わっている。
紙押え２の両側には第１ストッパー片１２ａ、１２ｂが取り付けられ、該第１ストッパー片１２ａ、１２ｂはネジ機構と成っているためにその先端位置は調整可能である。カッター刃３が面接しているカッター台２７には第２ストッパー片３３ａ、３３ｂが取着されていて、カッター刃３が上昇し、所定の位置に達した時、第２ストッパー片３３ａ、３３ｂが、紙押え２に取着されている第１ストッパー片１２ａ、１２ｂに当接することによって、該カッター刃３の上昇が阻止される。カッター刃３は斜め方向へ上昇するが、カッター台２７は垂直方向に上昇して第２ストッパー片３３ａ、３３ｂは第１ストッパー片１２ａ、１２ｂに当接することができる。
カッター刃３が上昇して一方の第２ストッパー片３３ａ、３３ｂが他方の第１ストッパー片１２ａ、１２ｂに当接することで、該カッター刃３を上昇するための第２モータ１７には規定以上の負荷が作用する。この負荷が規定値以上に達したところで第２モータ１７の回転が停止するように制御され、紙１の切残しを発生することなく、又カッター刃３の刃先が紙押えの受木面に食い込み過ぎることなく停止できる。
カッター刃３は斜め方向に上昇するが、この際、内側スライダー１５ａ、１５ｂが両ガイド溝１４ａ、１４ｂに遊嵌して移動するために該カッター刃３は常に平行移動する。そして理論上ではカッター刃３の刃先全長は紙押え２に同時に接することになるが、ガイド溝１４ａ、１４ｂに遊嵌する内側スライダー１５ａ、１５ｂとのクリアランスの影響や内側スライダー１５ａ、１５ｂの取り付け精度などの寸法誤差の影響にて、カッター刃３の刃先全長が紙押え２に同時に接することはない。
本発明はストッパーを取り付けて、第２ストッパー片３３ａ、３３ｂが第１ストッパー片１２ａ、１２ｂに当接する際には、ごく僅かに傾いているカッター刃３の刃先を水平に正すことができる。従って、紙押え２の受木面にカッター刃３の片側刃先を食い込ますことなく全ての紙１を切断することができる。勿論、受木面に平行と成るように第１ストッパー片１２ａ、１２ｂのネジを調整しなくてはならない。
第８図および第９図にストッパーの拡大図を示しているように、第１ストッパー片１２ａ、１２ｂは紙押え２の取着台２８に螺合して取り付けられ、先端の突出長さを調整したところでロックナット２９にて弛まないようにロックされる。下側のカッター台２７に取着されている第２ストッパー片３３ａ、３３ｂはブロック体にて構成されている。そして、カッター刃３が上昇することで、第１ストッパー片１２ａ、１２ｂに第２ストッパー片３３ａ、３３ｂが当接して該カッター刃３の上死点が定まる。そこで、第１ストッパー片１２ａ、１２ｂおよび第２ストッパー片３３ａ、３３ｂとしては、互いに当接にて変形及び摩耗し難い材質が用いられる。
以上述べたように、本発明の紙断裁装置は、スクリューに螺合するナットと紙押えをリンクで連結した紙押え機構、そしてカッター刃はガイドに取り付け、ガイドには斜めに傾斜したガイド溝を形成すると共にカッター刃から突出したスライダーを嵌め、このスライダーはスクリューに螺合したナットと結合した移動駒に係合すると共に、カッター刃には低周波数の振動を付与したものであり、次のような効果を得ることができる。
（１）紙押えの押え機構はスクリューとリンクの組み合せからなるいわゆる倍力機構を構成しているために、小型のモータによって積層した紙を強力にクランプすることができ、クランプした紙のズレを防止できる。一方、カッター刃の上下動にもスクリューにナットを螺合した倍力機構を採用して、下方から紙を１枚づつ切断するようにしたので、小さな原動力で足り、小型のモータによって切断することが可能となる。
（２）本発明では低周波数振動をカッター刃に付与するので、カッター刃に作用する切断抵抗が小さくなって切れ味を良くすることができる。従って、振動を与えないで切断する場合に比較して消費エネルギーは少なくなり、小さなモータで円滑に切断することを容易としている。又、振動を付与することで、切断された紙屑がカッター刃の裁断面に付着することを防止する効果もある。また、この振動機構は機械的構造であるため、動作が安定すると共に製作コストが安くなる。
（３）紙押え機構がテーブルの上側に位置し、カッター刃及びその駆動機構がテーブルの下側に位置するので、従来の双方共に上方に位置する装置に比べ、装置の嵩を極めて小さくコンパクトにすることができる。
（４）紙面に平行な刃先を有するカッター刃を用いて下方から紙を１枚づつ切断するので、カッター刃の操作をテーブル上に置かれた積層紙の厚さに応じたストロークにすることによって、切断作業を効率化することができる。実際には、紙押えのリンクの傾き又はスクリューに螺合しているナットの位置を検出することで、重ね合されてテーブル上に置かれた積層紙の厚さが分かり、その結果、カッター刃をスライドさせる移動範囲が前以て分かるので、無駄な動きは不要となる。すなわち、必要最小限のスライドで済むので、切断作業の効率がよくなる。
（５）紙面に平行な刃先によって下方から紙を１枚づつ切断することができるために、従来の傾斜した刃先を用いた切断時に見られた紙屑のカールは起こらず、カールによって切り落とされた紙屑が多大な量となることはない。また、切断された紙屑の下側にはテーブルがなく、切断直後に紙屑が自然に落下することとなり、小さな紙屑がテーブル上に残ったり、カッター刃の付近に留まって刃先に付着し続けることにより刃先面と擦れ合って静電気が発生し、更に刃先に紙屑の切断片が付着してしまう、といった従来装置における不都合が起こらない。
（６）カッター刃の停止機構が備わっているので、切り残しはなく、逆にカッター刃が紙押さえの受木面への食い込み過ぎが防止される。従って、安定した切断が行われると共に、カッター刃に無理がかかることなく、寿命が大きく向上する。そして、紙押え両側とカッター台の両側に取り付けられるストッパー片が互いに当接することで、スライダーとガイド溝間の遊びによってカッター刃先が僅かに傾斜状態になることがあっても、水平に戻されて紙押えの受木面に当たることとなり、一方側だけの食い込みを防止できる。
【産業上の利用可能性】  以上のように、本発明にかかる紙断裁装置は、積み重ねた複数枚の紙を切断するものとして有用であり、特にサイズを非常にコンパクトなものとできるので、事務機の付属装置として用いるのに適している。
【図１】
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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】
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【図９】
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【国際調査報告】
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