(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外径に螺旋状案内路を設けた軸体を回転駆動して、該螺旋状案内路に係合する係合部を有する移動体を案内レールに沿って移動させ、該移動体に支持された切断刃物を往復移動させてシート材を切断するシート材切断装置において、前記軸体の回転振れを防止する複数個の振れ止め軸受が所定間隔をおいて連結された振れ止め部材を備え、該振れ止め部材は前記複数個の振れ止め軸受が前記移動体を挟んでその往復方向の前後に所定間隔を置くように配設され、前記案内レールに往復移動自在に装着されたことを特徴とするシート材切断装置。
【請求項２】
前記案内レールは往復路方向に延長された中空断面を有する型材からなり、前記軸体は前記案内レールの中空断面内に配設され、前記移動体には前記案内レールの中空断面の内面を摺動移動する摺動部を備え、該摺動部には前記螺旋状案内路に係合する係合部材が設けられ、前記振れ止め部材は前記複数個の振れ止め軸受が前記摺動部を挟んでその往復方向の前後に所定間隔をおくように配設され前記中空断面内に滑動自在に装着されたことを特徴とする請求項１に記載のシート材切断装置。
【請求項３】
前記振れ止め部材は両端足部に前記振れ止め軸受を設けたコ字型部材よりなることを特徴とする請求項１または２に記載のシート材切断装置。
【請求項４】
前記螺旋状案内路は前記軸体の一方向の回転により前記移動体が往復移動駆動されるように、少なくも一方端同士で連続された互いに逆巻きの関係を有する往路方向の螺旋と復路方向の螺旋とで形成されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のシート材切断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等のＯＡ機器に組み込まれて使用されるシート材切断装置に関するものであり、とくに螺旋状軸体の駆動により切断刃物を移動して広幅のシート材を切断する刃物移動式のシート材切断装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、プリンタ、ファクシミリ等のＯＡ機器に搭載されているシート材切断装置としては、円形刃またナイフ状の刃物を固定刃に圧接摺動させて移動して切断したり（実開平４−１２８１９５号公報）、あるいは刃先を圧接させた２枚の円形刃を備えた刃物台を移動してシート材を切断する（特開平７−５２０８５号公報）刃物移動型の切断装置がある。この様な刃物移動型の切断装置は、他のロータリ式やスライド式シート材切断装置に比して刃物駆動の動力が小さくてすみ、切断幅の制約が少ないので、とくに広幅の切断において小形化できる点で有利である。
【０００３】
このような刃物移動型の切断装置の刃物の移動手段としては、従来ワイヤまたは歯形ベルトにより刃物台を牽引して往復移動する移動装置が用いられたが、刃物が終端部で往復方向変換するときに、慣性によって刃物台がストッパなどに衝突して騒音を生じ静粛性に欠けるという問題点があった。そこで本出願人は、刃物台の移動をおねじに相当する螺旋状軸体と、刃物台に設けためねじに相当する係合部材により駆動する切断装置を開発し、さらに軸体の螺旋状案内路を互いに逆巻きの往復ねじにして軸体を一方向に回転するだけで刃物台を往復移動するねじ駆動式の静粛性に優れたシート材切断装置を開示した（特開平９−１２３０９０号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、切断装置の軽量小型化の要請とともに前記のねじ駆動式の移動装置の螺旋状軸体も小径になり、とくに広幅材を切断する軸体の長いシート材切断装置では、螺旋状軸体が長さ方向の中間部で回転振れを起こすという問題点が生じた。さらに、前記軸体の螺旋状案内路を往復ねじにした切断装置では機構が簡素化され静粛性が増すという利点を有するが、正逆２条の螺線溝のために通常の一方向巻きの螺旋溝の軸体よりも軸体の曲げ強度が小さくなり回転振れが生じやすいという問題点があった。これに対し、移動体は螺旋状軸体に駆動されて往復移動するので軸体の中間部に固定した振れ止めを設けることはできないという問題点があった。
【０００５】
そこで本発明は、上記問題点を解決するため、螺旋状軸体の振れ止めを移動体とともに移動させることにより移動体の移動の邪魔にならない振れ止めを研究し、広幅の切断装置においてもねじ軸体が回転振れを起こさず安定した切断ができる静粛な刃物移動式のシート材切断装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明のシート材切断装置は、外径に螺旋状案内路を設けた軸体を回転駆動して、該螺旋状案内路に係合する係合部を有する移動体を案内レールに沿って移動させ、該移動体に支持された切断刃物を往復移動させてシート材を切断するシート材切断装置において、前記軸体の回転振れを防止する複数個の振れ止め軸受が所定間隔をおいて連結された振れ止め部材を備え、該振れ止め部材は前記複数個の振れ止め軸受が前記移動体を挟んでその往復方向の前後に所定間隔を置くように配設され、前記案内レールに往復移動自在に装着されたことを特徴とするものである。
【０００７】
刃物を支持した移動体をねじ軸のような螺旋状軸体により移動駆動させる刃物移動型切断装置では、軸体の径が小さく広幅の切断のために軸体の長さが長くなると、軸体の中央部近傍で回転振れが生じて騒音が生じ、安定した切断ができなくなるという問題点があった。本発明のシート材切断装置では、軸体を支持する複数の振れ止め軸受を移動体を挟むようにその往復方向の前後に所定間隔をおいて設けているので、これにより軸体の中央部近傍が支持されて長い螺旋状軸体の場合にも軸体の回転振れが防止される。
【０００８】
この振れ止め軸受を設けた振れ止め部材は案内レールに往復移動自在に装着されており、切断の待機位置では振れ止め軸受のうち進行後方の軸受は軸体の始点側端部を軸支し進行前方の軸受は軸体のほぼ中央部を軸支する。切断を開始して移動体が移動しても初めは振れ止め部材は移動しないので、進行前方の振れ止め軸受は軸体のほぼ中央部を軸支したままで切断が進行する。切断が進行して移動体がほぼ中央部近傍に移動すると、移動体が進行前方の振れ止め軸受に当たって振れ止め部材を移動体とともに移動させる。これによって、進行後方の振れ止め軸受は軸体の後方を軸支しながら後端部から中央部方向に移動する。切断が完了して移動体が終点に達すると、振れ止め部材の前方の振れ止め軸受は軸体の終点側端部を軸支し、後方の振れ止め軸受がほぼ中央部を軸支するようになる。切断が終了して移動体が復路を移動する場合も同様である。したがって、移動体の往復移動に当たって、振れ止め部材の振れ止め軸受のいずれかが常に軸体の中央部近傍を支持することになるので、回転振れが防止できる。このように切断の始点・終点において最も回転振れが大きくなる軸体の中央部を支持するためには、振れ止め部材の複数の振れ止め軸受の間隔は、ほぼ移動距離の１／２程度にすることが望ましい。
【０００９】
また本発明のシート材切断装置の前記案内レールは往復路方向に延長された中空断面を有する型材からなり、前記軸体は前記案内レールの中空断面内に配設され、前記移動体には前記案内レールの中空断面の内面を摺動移動する摺動部を備え、該摺動部には前記螺旋状案内路に係合する係合部材が設けられ、前記振れ止め部材は前記複数個の振れ止め軸受が前記摺動部を挟んでその往復方向の前後に所定間隔をおくように配設され前記中空断面内に滑動自在に装着されることが望ましい。
【００１０】
即ち、この様に中空断面の案内レール内に軸体を配設すれば回転部分の露出がなく安全で小形化に有利であり、また移動体の摺動部に設けた係合部材を軸体の螺旋状案内路に係合させて摺動部を案内レールの内面を摺動させて駆動するので、案内レールの上面を切断時の被切断シートの載置面とすることができ、被切断シートを案内レールの上面にのせるだけで切断可能なフリーセット構造とすることが容易になる。またこのような構造により、振れ止め部材を中空断面内に滑動自在に配設することが容易になり、振れ止め軸受が簡易にかつ確実に軸体を支持する。
【００１１】
また、前記振れ止め部材は両端足部に前記振れ止め軸受を設けたコ字型部材よりなることが安価にかつ簡易な構造で上記目的を達成するために望ましい。
【００１２】
さらに、本発明は、前記螺旋状案内路が前記軸体の一方向の回転により前記移動体が往復移動駆動されるように、少なくも一方端同士で連続された互いに逆巻きの関係を有する往路方向の螺旋と復路方向の螺旋とで形成されるシート材切断装置に適用されることにより一層効果を発揮する。即ち、このような構造とすることにより、軸体を一方向回転することにより移動体の往復移動が可能になる。したがって、軸体の回転駆動手段を逆転しなくても移動体の往復変換ができ、駆動手段の往復方向の切替え機構が不要になり簡素化されるとともに、往復路変換の際に移動体がストッパなどと衝突して騒音を発することがなく静粛な切断装置が得られる。一方、上記構成の軸体には往復路の螺旋が形成されるために、通常の一方向巻きの螺旋の軸体に比し曲げ強度が低く回転振れし易いという欠点が生ずるが、本発明の振れ止め部材を用いた構造とすることにより、その欠点がカバーされて往復螺旋の効果が一層活用される。
【００１３】
また、本発明のシート材切断装置は、移動体に回転自在に軸支された第１円板刃と第２円板刃の刃先を摺接してシート材を切断するシート材切断装置にも、あるいは移動体に回転自在に軸支された１枚の可動円板刃または移動体に装着されたナイフ状可動刃をほぼ直線状の固定刃刃先に摺接してシート材を切断するシート材切断装置にも、いずれも適用が可能である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の１実施形態について図面により具体的に説明する。図１は本発明実施形態のシート材切断装置の組み立て概念図、図２は該シート材切断装置の正面図、図３は振れ止め部材の動作を説明する図である。
【００１５】
これらの図において、断面がほぼコ字型の中空棹３が案内レールを形成し、軸体１は中空棹３のコ字型の中空断面内に内包され、その両軸端が中空棹３の端板３ａと反対側の側板１２に装着された軸受１１に回転可能に軸支されている。軸体１の外径に設けられた螺旋状案内路２は往路方向の螺旋と復路方向の螺旋とが往路方向始点と終点において連続した曲線状の溝によって形成されている。即ち、螺旋状案内路２はエンドレスのねじれ方向が反対の２条の案内路から形成されている。これにより、螺旋状軸体を一方向に回転するだけで移動体４が往復移動するようになっている。
【００１６】
移動体４には摺動部４ａが設けられ、摺動部４ａが中空棹３のコ字型断面の内面を摺動して移動体４を往復移動させるように配設されている。摺動部４ａに設けられた挿通孔４ｃに軸体１が挿通され、挿通孔４ｃと直交する孔（図示せず）に係合部材となる移動体誘導部材１８が回動自在に装着されている。移動体誘導部材１８に設けられた係合部をなす２個の突起１８ａが、挿通孔に挿通された軸体１の螺旋状案内路２に係合して軸体１の回転により移動体４を移動するようになっている。
【００１７】
移動体４には、第１円板刃軸９が移動体４の本体の軸孔と蓋１６の軸孔とにより軸止され、第１円板刃軸９に第１円板刃５ａと一体に回転する弾性ローラ６ａとが回転自在に軸支されている。また、第１円板刃５ａの刃先を第２円板刃５ｂに圧接するように付勢するコイルばね８が設けられている。また、第２円板刃軸１０が移動体４の本体の軸孔に植設され、第２円板刃軸１０に第２円板刃５ｂと一体に回転する弾性ローラ６ｂとが回転自在に軸支されている。第１円板刃５ａと第２円板刃５ｂとは互いに交差するように配置され、コイルばね８により両刃先が圧接するようにされている。上記弾性ローラ６ａは中空棹３の通紙面３ａの上側面と接触し、弾性ローラ６ｂはその下側面と接触して移動体４の移動により回転し、それぞれ第１円板刃５ａ、第２円板刃５ｂにシート材に食い込む回転力を付与するようになっている。中空棹３の左端側には、図２に示す移動体４が左端の待機位置に復帰したことを検出するための待機位置検出スイッチ１７が取り付けられている。
【００１８】
振れ止め部材２１は、直角に曲げられた両端の振れ止め軸受２１ａと２１ｂが連結部２１ｃで連結されたコ字型部材からなる。両端の振れ止め軸受２１ａ，２１ｂの間隔は、移動体４が往復移動する移動長さのほぼ１／２程度が望ましい。図３に示すように振れ止め部材２１が左右の始点・終点位置にあるときに振れ止め軸受２１ａ，２１ｂのいずれか一方が軸体１のほぼ中央部を支持するようにするためである。振れ止め軸受２１ａ，２１ｂの外郭は中空棹３の中空断面に滑合する方形状をなし、軸体１が挿通される位置に軸体１が滑合する軸受孔を有している。連結部２１ｃの幅は狭くされて、摺動部４ａの下部４ｂに設けられた溝に遊動可能に挿通されており、摺動部４ａの下部が直接中空棹３の断面下部を摺動する。これにより、摺動部４ａが両端の振れ止め軸受２１ａ，２１ｂの間にあるときは摺動部４ａが移動しても振れ止め部材２１は移動せず、摺動部４ａの端部がいずれかの振れ止め軸受２１ａ，２１ｂに当たったときに振れ止め部材２１がその方向に移動する。
【００１９】
本実施形態では、連結部２１ｃを摺動部４ａの下部４ｂの溝に挿通したが、中空棹３の内断面の角隅と摺動部４ａの角隅とに間に空間を設けて、この空間に挿通した連結棒によりに連結部２１ｃを構成させてもよい。また、図４に示すように連結部２１ｃの幅を広くして中空棹３の断面内の下側に置き、連結部２１ｃの上に移動体４の摺動部４ａの下面４ｂを乗せるようにしてもよい。この場合、摺動部４ａは、連結部２１ｃの上に乗って連結部２１ｃの上を摺動するか、あるいは振れ止め部材２１とともに中空棹３の中空断面内を摺動して往復移動する。また本実施形態では、連結部２１ｃを中空棹３の中空断面下側に置いたが、中空断面の側面、上面あるいは前述のように角隅部においてもよい。
【００２０】
側板１２は中空棹３の端面に固定され、そのモータ取付部１２ａに回転駆動手段であるモータ１４が取り付けられている。側板１２側の軸体１の軸端には歯車１３が固定され、モータ１４のピニオンギヤ１５と噛み合って軸体１に駆動力を伝達する。
【００２１】
上記構成により、モータ１４がピニオンギヤ１５、歯車１３を介して軸体１を回転駆動すると、移動体誘導部材１８が軸体１の螺旋状案内路２に係合しているので、移動体４は中空棹３の中空断面に案内されて左往路方向に移動され切断が開始される。このとき第１円板刃５ａ、第２円板刃５ｂは弾性ローラ６ａ，６ｂにより回転駆動されて、被切断シート材を引き込む方向の回転しながら移動して中空棹３の上面に載置された図示しないシート材を第１円板刃５ａと第２円板刃５ｂの間で切断する。
【００２２】
軸体１が回転し移動体４が図の左端である往路方向終端に達するとシート材の切断が終了する。シート材の切断が終了しても、さらに軸体１の回転が継続すると移動体誘導部材１８は螺旋状案内路２の曲率の変化に追従して回動し、往路方向終端において往路方向の螺旋から復路方向の螺旋案内路に切り変わり、移動体４を復路方向に移動し移動体４が復路方向の終端に到達すると停止する。この位置検出は待機位置検出スイッチ１７により行われる。
【００２３】
以下、上記切断動作における本発明のシート材切断装置の振れ止め部材２１の動作について説明する。図３は振れ止め部材２１の動作を説明する図である。図３（ａ）は移動体４が案内レールの右端の切断始めの待機位置にある状態、図３（ｂ）は移動体４が往路の中央よりやや終端近くの位置に移動した状態、図３（ｃ）は移動体４が切断終端の左端位置に移動した状態を示す図である。
【００２４】
図３（ａ）の移動体４が右端待機位置にある状態では、振れ止め部材２１はその右側の振れ止め軸受２１ａが軸体１の右端にあり、左側の振れ止め軸受２１ｂが軸体１のほぼ中央を支持する状態になる。
【００２５】
軸体１が回転して、移動体４が待機位置から左側往路方向に移動して切断が開始される。このとき、軸体１は振れ止め部材２１の左側の振れ止め軸受２１ｂでそのほぼ中央が軸支された状態で回転する。したがって、この状態では軸体１は案内レール両端の軸受１１とほぼ中央の振れ止め軸受２１ｂの３点で支持されているので、軸体１が小径・長尺であっても回転振れを抑制できる。
【００２６】
最初は、移動体４が移動しても振れ止め部材２１は移動せず静止した状態にあり、振れ止め軸受２１が軸体１のほぼ中央部を支持したまま移動体４が移動して切断が進行する。移動体４がさらに左方向に移動して往路の中間近傍に達し、移動体４の左端が振れ止め部材２１の左側の振れ止め軸受２１ｂに接すると、図３（ｂ）に示すように移動体４の移動とともに振れ止め部材２１を左方向に移動させる。この状態では摺動部４ａの軸体挿通孔が軸体１の中央部付近を支持しながら回転するので軸体１の回転振れがない。
【００２７】
図３（ｃ）に示すように、移動体４が図の左端である往路終端に達するとシート材の切断が終了する。このとき振れ止め部材２１の左側の振れ止め軸受２１ｂが左端にあり、右側の振れ止め軸受２１ａが軸体１のほぼ中央を支持する状態になる。シート材の切断が終了してさらに軸体１の回転が継続すると、移動体誘導部材１８が復路の螺旋状案内路に係合し前述のように移動体４は復路方向に移動し始める。この状態では軸体１は中央近傍が右側の振れ止め軸受２１ａにより支持されているので回転振れすることがない。移動体の復路においても、往路と同様の作用が行われる。
【００２８】
このように、本発明実施形態のシート材切断装置によれば、刃物を支持した移動体を螺旋状軸体により移動する際に、移動体の往復方向の前後を挟むように配設した振れ止め部材の振れ止め軸受で軸体の中央部近傍を支持するようにしているので、常に軸体に回転振れが生ずることがない。この振れ止め部材は案内レールに往復移動自在に支持されており、移動体が移動していずれか一方の振れ止め軸受に当たると移動体とともに振れ止め部材が移動するので、移動体が切断の始点と終点近傍に在り軸体の両端支点間の長さが長くなった場合も、いずれか一方の振れ止め軸受が中央部近傍を支持することになって回転振れを防止する。これにより、広幅の切断のために軸体の長さが長かったり、軸体の径が小さい場合に軸体の中央部近傍で回転振れが生じて騒音が生じたりして安定した切断ができないという従来の切断装置の問題点が解消される。
【００２９】
また本発明の本発明実施形態のシート材切断装置は、案内レールを中空断面を有する型材にして、螺旋状軸体と軸体に係合する係合部を設けた移動体の摺動部を案内レールの中空断面内に配設しているので、回転部分の露出がなく小形で安全であり、かつ被切断シートを案内レールの上面にのせるだけで切断可能なフリーセット構造とすることが容易になる。また、振れ止め部材を容易に中空断面内に滑動自在に配設することができ、簡易に前記効果が得られる。
【００３０】
また、上記のように振れ止め部材を両端足部に振れ止め軸受を設けたコ字型部材により形成しているので、簡易で安価である。また、軸体の螺旋状案内路を少なくも一方端同士で連続された互いに逆巻きの往路および復路の螺旋で形成することにより、軸体を一方向に回転するだけで移動体が往復駆動されて往復変換機構が不要になり、騒音が防止できるとともに、このように軸体に往復路螺旋を設けることにより軸体の強度が低下して回転振れが生ずるのを確実に防止できて機構が簡素で静粛な切断装置が得られる。
【００３１】
上記実施形態では、移動体に第１円板刃と第２円板刃の２枚の刃物を設けたシート材切断装置について説明したが、移動体に１枚の可動円板刃を設け、またはナイフ状刃物を設けて、これらを直線状の固定刃先に摺接させて切断するシート材切断装置にも適用が可能である。
【００３２】
【発明の効果】
以上述べたように本発明のシート材切断装置によれば、刃物を支持した移動体を螺旋状軸体により移動して切断するシート材切断装置において、切断中振れ止め部材により軸体の中央部近傍が常に支持されるので、広幅のシート材切断装置のように軸体の長さが長くなっても、軸体の回転振れが生ずることがなく安定した切断ができる。これにより、軸体の径を小さくできるとともに、一方向回転で移動体を往復駆動する往復螺旋の軸体の使用が容易になり、切断装置を簡素な機構で小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシート材切断装置の実施の１形態を示す組み立て概念図である。
【図２】図１のシート材切断装置の正面図である。
【図３】本発明のシート材切断装置の振れ止め部材の動作を示す図である。
【図４】本発明のシート材切断装置の振れ止め部材の他の１例を示す図である。
【符号の説明】
１  軸体
２  螺旋状案内路
３  中空棹（案内レール）
３ａ  端板
３ｂ  通紙面
４  移動体
４ａ  摺動部
４ｂ  下面
４ｃ  挿通孔
５ａ  第１円板刃
５ｂ  第２円板刃
６ａ  弾性ローラ
６ｂ  弾性ローラ
８  コイルばね
９  第１円板刃軸
１０  第２円板刃軸
１１  軸受
１２  側板
１３  歯車
１４  モータ（駆動手段）
１５  ピニオンギヤ
１６  蓋
１７  待機位置検出用スイッチ
１８  移動体誘導部材（係合部材）
１８ａ  突起（係合部）
２１  振れ止め部材
２１ａ  振れ止め軸受
２１ｂ  振れ止め軸受
２１ｃ  連結部
【図１】
0003917263.tif 000002
【図２】
0003917263.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003917263.tif 000005