(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに平行またはほぼ平行な一対の軸心の回りで、それぞれ互いに逆方向に同期回転するパンチとダイスとが、前記同期回転により相互の切刃を噛合して、前記パンチとダイスとの間に供給されたシート材に穿孔するロータリパンチユニットにおいて、前記パンチの外径とダイス孔の内径との間のクリアランスが０〜パンチ径×０．００５（０を含まず）となる隙間を有し、前記パンチとダイスの切刃エッジが最初に噛み合う先進側のクリアランスが０〜パンチ径×（−０．００５）（０を含まず）に設定されたことを特徴とするロータリパンチユニット。
【請求項２】
前記パンチとダイスの軸心を互いに逆方向に同期回転駆動する手段は、被穿孔シート材の通過断面の幅方向の一方の側で前記両軸心を回転結合するものであり、かつ、ダイスとパンチの複数の噛み合い対のうち、前記同期回転駆動手段から最も遠い対の噛み合いが、それより近いいずれかの対の噛み合いと同時またはそれより早期に開始されることを特徴とする請求項１に記載のロータリパンチユニット。
【請求項３】
前記パンチとダイスの軸心を互いに逆方向に同期回転駆動する手段は、前記シート材の通過断面の幅方向の両側で前記両軸心を回転結合するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載のロータリパンチユニット。
【請求項４】
前記先進側のクリアランスは、パンチ径×（−０．０００５〜−０．００５）に設定された請求項１から３のいずれかに記載のロータリパンチユニット。
【請求項５】
前記パンチの外径とダイス孔の内径とのクリアランスをなす径差は、パンチ径×（０．０００５〜０．００５）である請求項１から４のいずれかに記載のロータリパンチユニット。
【請求項６】
パンチ軸とダイス軸を同期回転させるように該パンチ軸とダイス軸にそれぞれ連結されたギヤと、前記両ギヤの噛み合いのバックラッシュを除くシザーズ機構とを備えた請求項１から５のいずれかに記載のロータリパンチユニット。
【請求項７】
パンチの切刃の逃げ面には、０．０５〜０．５ｍｍの平行部ランドが設けられた請求項１から６のいずれかに記載のロータリパンチユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コピーした用紙や合成樹脂フィルムなどのシート材にフアイルするための綴じ孔等を穿孔するロータリパンチユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来はコピーした用紙などのシート材にファイルする綴じ孔を穿孔するには、その用紙などを人手で揃えた後、手動パンチで穿孔することが行なわれていた。この手動で穿孔する方法は、用紙の端部を入手で揃えて穿孔位置を確認して穿孔しなければならず、人手を要し煩わしかった。そこで、近時自動化の要求により、コピー機にパンチユニットを内蔵させて機械的に綴じ孔を穿孔する装置が用いられるようになってきた。
【０００３】
これらのパンチユニットとしては、パンチとダイスをそれぞれ設けた一対の回転軸を回転させて、パンチとダイスを噛み合わせることにより、シート材に穿孔するロータリパンチユニットが多く使用される（例えば実開昭６３−１５４１９９号公報、特開平６−７９６９７号公報、特開平７−１３６９９２号公報など）。
【０００４】
図８は、このロータリパンチユニットの穿孔動作を示す図である。即ち、図８（ａ）の穿孔前の位置からパンチ軸１０とダイス軸２０が矢印方向に回転すると、図８（ｂ）の位置でパンチ１１とダイス２１が先進側から噛み合い、両者の間の図示しないシート材を先進側から切断していく。そして、パンチ軸１０とダイス軸２０が図８（ｃ）の位置まで回転すると穿孔が終了する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これら従来のロータリパンチユニットにおいては、切断開始部分（先進側）で被穿孔シート材がダイス孔に折り込まれながらパンチで突き破られる状態になり、シート材の穿孔穴にバリやケバが発生することが多いという問題点があった。そのため、見た目が悪く穿孔品質的に問題があるだけでなく、穿孔後にシート材を揃える際の作業性が悪いという問題点があった。
【０００６】
そこで本願の第１発明は、この間題点に対して後述の対策を採るものであるが、この対策に伴って新たな不都合が派生することを知見した。すなわち、これらのロータリパンチユニット（以下単にユニットとも記す）は、それが付属される複写機本体等との調整や紙詰まりに伴う修理等のため、両軸を手動等で逆回転させることがあるが、上記対策を施したユニットにおいては、逆回転が困難となることがあること、また、このような装置では鋭利であるべき噛み合い開始側のエッジが損傷され易いこと等である。
【０００７】
また、ユニットにおいても軽量低コスト化が要求され、例えば両軸の軸径もさらに小径化される傾向にある。本発明者らは、特に３穴以上等の大型のユニットでは、噛み合い開始時のダイスとの接触圧力が両軸の捩れや曲げの弾性変形により低下して、順調な穿孔開始または美麗な穿孔が得られ難くなり易いこと、特に、上記第１発明の対策を施したロータリパンチユニットにおいては、歯車等の同期回転駆動手段から遠いパンチ対は近いパンチ対よりも、より上記美麗な穿孔が得られ難くなり易いことを知見した。
【０００８】
そこで本発明は、上記問題点を解決して穿孔された孔にバリやケバがなく切れ味がよく、また上記の不都合な点を解決して逆転が可能または容易であり、かつ噛み合い開始時の接触圧力低下を抑制して順調な穿孔開始または美麗な穿孔が得られ、噛み合い開始側エッジの損傷が抑制されるなどの各特性を、単独または複台して得られるロータリパンチユニットを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために、本願の第１発明のロータリパンチユニットは、互いに平行またはほぼ平行な一対の軸心の回りで、それぞれ互いに逆方向に同期回転するパンチとダイスとが、前記同期回転により相互の切刃を噛合して、前記パンチとダイスとの間に供給されたシート材に穿孔するロータリパンチユニットにおいて、前記パンチの外径とダイス孔の内径との間のクリアランスが０〜パンチ径×０．００５（０を含まず）となる隙間を有し、前記パンチとダイスの切刃エッジが最初に噛み合う先進側のクリアランスが０〜パンチ径×（−０．００５）（０を含まず）に設定されたことを特徴とするものである。
【００１０】
通常の往復動型パンチユニットにおいては、ダイス内径とパンチ外径とのクリアランスを全周に亘り均等に０〜プラスの一定値になるように設定されている。従来のロータリパンチユニットにおけるパンチとダイスのクリアランスの設定も同様であった。ここでクリアランスの０〜プラスとは、ダイス内径とパンチ外径とがかじり合わないように両者の問に一定の隙間を設けることをいい、この場合の０とは０に近いプラス側の数値をいう。
【００１１】
従来の手動パンチのように、パンチがダイスに対し直線運動して穿孔するパンチユニットにおいては、このように全周一定のクリアランスであっても綺麗な穿孔が可能である。しかしながら、ロータリパンチユニットによりこのように全周一定のクリアランスで穿孔すると、被穿孔シート材がダイス孔に折り込まれながらパンチで突き破られる状態になり、シート材の穿孔穴にバリやケバが発生することが判った。
【００１２】
本発明者らは、このバリやケバが発生するのは切断開始部分（先進側）であることを見出した。この原因は、図８に示すようにパンチおよびダイスの先進側から切断が始まるので、該先進側の両エッジが被穿孔シート材に食い込む際の反力と切断装置の弾性によりパンチ先端が蹴られて逃げるため、全周に一定のクリアランスが設定されている場合、先進側のクリアランスが大きくなり、先進側で切れ味が低下することによることを見出した。
【００１３】
そこで、本発明は、図５（ａ）に示すようにパンチとダイスの接触開始時点で意図的にパンチとダイスが図の干渉代Ｃで干渉するように設定しておき、図５（ｂ）に示すように被穿孔シート材３０をパンチとダイスの両エッジ間で十分な圧接力をもつて爪切りのように作用させて切断することにより、先進側の切れ味を向上してバリやケバを防止するものである。なお、図５に示すダイスは、図８のダイス軸２０と同心の円筒面でエッジを創成しているが、このエッジを創成する一方の面を円筒面に代えて曲面にしたり、あるいは特開昭６−７９６９７号公報に提案したように複数の平面等からなるものとしてもよい。
【００１４】
すなわち、図５（ａ）において、パンチ１１に対してダイス２１が及ぼす圧接力をＰｎとすると、Ｐｎは向心力Ｐｃと周方向の力（パンチ軸１０の回転の接線方向の分力）Ｐｔとに分解できる。この周方向のＰｔによりパンチ１１の先端が蹴られて、パンチ軸１０は回転方向と逆方向のトルクを受ける。このトルクによりパンチ軸等が弾性変形して軸の回転位相が遅れる。そこで、パンチ１１のエッジはダイスの外周面を滑動して図５（ｂ）に示すように両エッジが圧接し、爪切りと同作用で被穿孔シート材を切断して穿孔が開始される。この際のパンチとダイスのエッジの圧接力は、図に示す干渉代Ｃとパンチ軸１０などの剛性によって決定されるので、干渉代Ｃを適切に設定することにより両エッジ間に適切な圧接力が得られ、これによりバリ、ケバのない切断が実現される。なお、バンチ１１のエッジの後方の平坦な部分１１ａがランドである。
【００１５】
本第１発明のロータリパンチユニットは、パンチの外径とダイス孔の内径との間には０〜パンチ径×０．００５（０を含まず）のクリアランスを有するが、前述のようにパンチとダイスの先進側のクリアランスを０〜パンチ径×（−０．００５）（０を含まず）に設定することにより、上記バリ、ケバの発生を防止したものである。ここでパンチとダイスの先進側とは、パンチとダイスが回転してシート材の切断を始める両者の切刃エッジが最初に噛み合う側をいう。また、先進側のクリアランスのマイナス設定は、図５（ａ）の記号Ｃに示すようにこの先進側におけるパンチとダイスの切刃エッジが干渉し合うように設定することをいう。また、このクリアランスの０は従来のパンチユニットと異なり、０に近いマイナスの数値をいう。
【００１６】
このようにクリアランスを設定すると、切断装置の弾性によってパンチ先端が逃げても穿孔時の先進側の実際のクリアランスがほぼ０になり綺麗な穿孔ができる。本第１発明では、このようにパンチとダイスをかじり合うように設定しても十分所要の耐久性が得られることが確認された。
【００１７】
前述のように本願の第１発明は、先進側でクリアランスを０〜マイナスに設定するものであるが、これに伴って複写機本体等との調整や紙詰まりに伴う修理等のため両軸を逆回転させる際に、該逆回転が困難となる原因を検討した結果、推定されたことを次に述べる。
【００１８】
ダイス軸とパンチ軸は、通常図１に示すように一対の歯車１５、２６で同期駆動回転され、ダイスとパンチの噛み合いは、前記のように噛み合い開始側のエッジが圧力をもって噛み合うように、適当量の干渉を与えて調整（該噛み合い開始後はパンチでダイスを回転駆動するようなトルク関係となり、両軸はねじり変形を生じている）すべきであるが、この場合複数のダイスとパンチ対のうち、同期回転手段である歯車から遠い対（下流対）が近い対（上流対）に比して遅れて噛み合いを開始するような調整となっていたと仮定し、この時の下流対のダイスとパンチのエッジの関係を図６で説明する。
【００１９】
図６において、正方向回転ではａ→ｂ→ｃ→ｃ′の順に状態が経過する（これらの図において後述のＣ、Ｄ（寸法）は誇張して描かれている）。ａは接触開始（噛み合い開始直前）の状態であり、両エッジはＣの干渉量を有しており、これにより両エッジは噛み合い開始時にはＣに相当する圧接力を及ぼし合って順調で美麗な穿孔開始が得られる。ｂは両エッジの先進側の噛み合い完了状熊である。ｂの後、両エッジはその最前部から順次に噛み合いを終了してｃの噛み合い終了直前（この状態では点ｐで噛み合っている）の状態に至る。ｃ′は噛み合い終了直後の状熊であり、両エッジ間にはＤの食い違いがある。このＤが過大であると、逆回転しようとするとき干渉量が過大になり噛み合い不可能または困難なため逆回転できないことになる。
【００２０】
即ち、ｃ′において、上記仮定により、当該対およびそれより上流側（同期回転駆動手段に近い側）の対は噛み合いを既に完了していて接触関係は皆無であるから、このときの食い違いＤは、その対および上流側の各対に与えられた噛み合い開始直前の干渉量（Ｃに相当）が蓄積されているから、該最下流対のＣよりも大きい。このため、逆回転したときの干渉量が過大のため噛み合い不可能または困難となることが判る。また、上記上流対の噛み合い終了後の最下流対の噛み合いはＤに相当する大きな摩擦距離でエッジ同士を摩擦し合うので、順調な穿孔開始または美麗な穿孔を得るために、鋭利であるべき両エッジ（先進側〜点ｐ）が損傷され易い。これらの状況は、軸径が小径となり、長さが長くなる程、また特定対より早期に噛み合いを開始する上流の対が多い程、より顕著となる。
【００２１】
上述から分るように、逆回転を可能または容易にし、またエッジの損傷を抑制するには、噛み合い終了直後の食い違いＤの増加を抑制すること、下流側の対は上流側対より噛み合いが遅くならないようにすること、また、接触圧力の低下を防止するには、同期回転駆動歯車等の回転結合手段から遠い対を作らないこと、軸の捩じれ変形を小さくすれば良いこと等が推定される。
【００２２】
本発明者らは、上記推定に基づいて追加テストをした結果、通常パンチとダイスの噛み合い調整はテスト用紙を穿孔しつつ行なわれるが、特に軸径が小径であったり、最下流である等の捩じれ変形角度が大きい場合には干渉量ｃが大きく調整されることになり、それ自体でも逆転が不可能または困難になることが分かった。また、同期回転駆動手段である歯車から遠い対（下流対）が近い対（上流対）に比して早期に噛み合いを開始するような調整をすると（請求項２）、上記の状態は捩じれ角度に応じて改善されることが分かった。
【００２３】
そこで、本願の第２発明（請求項３）のロータリパンチユニットは、互いに平行またはほぼ平行な一対の軸心の回りで、それぞれ互いに逆方向に同期回転するパンチとダイスとが前記同期回転により相互の切刃を噛み合って、前記パンチとダイスとの間に供給されたシート材に穿孔するロータリパンチユニットにおいて、前記パンチとダイスの軸心を互いに逆方向に同期回転駆動する手段は、前記シート材の通過断面の幅方向の両側で前記両軸心を回転結合するものであることを特徴とするものである。
【００２４】
本願の第２発明のロータリパンチユニットは、両軸を逆方向に同期回転駆動する手段がシ−ト材の通過断面の幅方向の両側で両軸を回転結合されているから、従来のロータリパンチのように、同期回転駆動手段から遠くなる程パンチの回転角度の位相遅れとダイスの位相進みによる位相差（食い違いＤ）を増加することが減少される。したがって、手動等による逆転が可能または容易になり、エッジの損傷も抑制される。また、両軸は駆動トルクを両端側から供給されるのと同じ効果が生じて捩じり剛性が増す。つまり太軸化されたと同等の効果により、より小径化が可能になる。また、接触圧力の低下が防止されるので美麗な穿孔が容易に得られ、先進側のクリアランスを正とした場合の接触圧力の低下による毛羽立ち等の穿孔品質の低下が抑制される。
【００２５】
該第２発明においては、同期回転駆動手段は互いに噛み合う歯車とすることが適当である。上記の一対の軸の両端に同期回転駆動手段を設けることによる軸の捩じり剛性増加効果、つまり干渉量Ｃの低減や接触圧力低下抑制効果は、軸長が長くなる３対以上のパンチユニットに対して特に有効であるが、ダイス、パンチが一対等の場合にも期待できる。また、シート材の通過断面の幅方向の両側で前記軸を回転結合する手段を、互いに適当な予圧関係（両軸にトルクが付与されている）を有するようにすれば、前記シザーズ機構のギアによるバックラッシュ除去手段を省略することが可能になる。
【００２６】
次に、本願の第１発明の代表的実施態様（請求項２）について述べる。本願の第１発明において、パンチ軸とダイス軸を互いに逆方向に同期回転駆動する手段を被穿孔シート材の通過断面の幅方向の一方の側で両軸を回転結合とする場合、ダイスとパンチの複数の噛み合い対のうち、同期回転駆動手段から最も遠い対の噛み合いがそれより近いいずれかの対の噛み合いと同時またはそれより早期に開始するようにすると良い。
【００２７】
該実施態様のロータリパンチは、最下流の対の噛み合いがそれより上流側のいずれかの対の噛み合いと同時か、それより早期に噛み合いを開始するから（望ましくは、いずれよりも早期に噛み合いを開始させる）、前記の軸の捩じれが蓄積されず、または減少するので、手動等による逆転が容易になり、かつ最下流の対のエッジの損傷を抑制できる。なお、噛み合いに時間差を設けることによる被穿孔シート材の穿孔位置誤差は、パンチ装置をパスラインに対してわずかに傾ける等で十分対応可能である。
【００２８】
本願の各発明において、先進側のクリアランスは、パンチ径×（−０．０００５〜−０．００５）に設定すること、パンチの外径とダイス孔の内径とのクリアランスをなす径差は、パンチ径×（０．０００５〜０．００５）とすること、およびパンチに設けるべきランドは０．０５〜０．５ｍｍとすることがそれぞれ望ましい。
【００２９】
先進側のクリアランス、即ちパンチとダイスの先進側の干渉の程度は、被穿孔材の種類、厚さなどによって決定されるが、通常の剛性を有するシート材切断装置においては、先進側のクリアランスがパンチ径×（−０．０００５）より小さい場合、即ち設定時におけるパンチとダイスの切刃エッジの重なりが少なすぎる場合は穿孔穴にバリやケバが発生しやすくなる。また、先進側のクリアランスがパンチ径×（−０．００５）より大きい場合、即ち設定時におけるパンチとダイスの切刃エッジの重なりが大き過ぎる場合は刃先がかじり、円滑な回転が阻害されるか、あるいはパンチ、ダイスが摩耗して耐久性が低下する。よって、先進側のクリアランスをパンチ径×（−０．０００５〜−０．００５）に設定することが望ましく、さらに望ましい設定値は、パンチ径×（−０．００１〜−０．００３）である。
【００３０】
また、パンチの外径とダイス孔の内径の径差は、定常穿孔時のクリアランスを決定するものであり、被穿孔シート材の厚さなどにより決定されるが、通常のコピー用紙などの穿孔においては、これがバンチ径×０．０００５より小さいと穿孔に要する力が大きくなり、加工精度の点からも実現が困難である。また、パンチ径×０．００５より大きいと、バリやケバが生じて穿孔穴の品位が悪くなるとともに穿孔後にシート材を揃える際の作業性が低下する。よって、パンチ径×（０．０００５〜０．００５）にされることが望ましい。さらに望ましい径差は、パンチ径×（０．００１〜０．００３）である。上記のようなクリアランスと直径差にすることにより５０万回以上の穿孔寿命が達成できる。
【００３１】
前記パンチの切刃の逃げ面には、０．０５〜０．５ｍｍの平行部ランドを設けることが、パンチ切刃の加工を容易にし、先進部のクリアランスの設定を容易にするために望ましい。このランドは、さらに望ましくは０．０７〜０．２５ｍｍである。
【００３２】
また、前記パンチ軸とダイス軸を同期回転させるように該パンチ軸とダイス軸にそれぞれ連結されたギヤと、前記両ギヤの噛み合いのバックラッシュを除くシザーズ機構とを備えることが望ましい。即ち、両軸を同期回転させるためにはギヤ連結によることが簡易である。また、前記のように先進側のクリアランスを正確に設定して、穿孔時に常にこのクリアランスが保たれるようにするためには、ギヤのバックラッシュを極小にすることが必要である。このバックラッシュを極小にする方法としては、２枚のギヤをその歯先をわずかにずらして重ね合わせ、歯の噛み合い部のバックラッシユを吸収するシザーズ機構を設けることが簡易である。このシザーズ用のギヤは扇状にし、バックラッシュ除去が不必要な角度範囲では適正なバックラッシュを許容させることが望ましい。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のロータリパンチユニットの実施の形態を図面により具体的に説明する。図１は本願の第１発明の実施形態のロータリパンチユニットの構成を示す分解斜視図、図２は図１の正面（一部断面）図である。
【００３４】
これらの図において、コ字形断面の上、下ビーム３、４が中央部に隙間２を設けて両端を端板５、５により固定され箱型フレーム１を形成している。この箱型フレーム１が被穿孔シート材の進行方向に直交して配設され、隙間２が通紙部を形成する。上ビーム３の箱型内側には両端近傍に軸受板６，６が立設され、ミニチュアベアリング７，７によりパンチ軸１０を回転自在に軸支するようになっている。同様に、下ビーム４の箱型内側には両端近傍に軸受板８，８が立設され、ミニチュアベアリング９，９によりダイス軸２０を回転自在に軸支するようになっている。
【００３５】
パンチ軸１０には、パンチ１１が植設された２個のパンチボス１２，１２がパンチ間隔がシート材に穿孔する所定間隔になるようにして取り付けられている。本実施形態では、パンチ１１をパンチボス１２に植設したが、パンチ１１を直接パンチ軸１０に植設してもよい。
【００３６】
ダイス軸２０には、２個のパンチ１１、１１に対応する位置に２個のダイス２１、２１が固定され、それぞれのダイス２１を挟むようようにして円筒状のダイスカバ−２４，２４が取り付けられている。ダイス２１は図示しないダイスアーム部を介してダイスカバ−２４とともにダイス軸２０に固着されている。そして、ダイス２１にはパンチ１１と噛み合うダイス孔２３が設けられてる。本実施形態ではダイス２１とダイスカバ−２４を別体としたが、例えば円筒体の円筒面にダイス孔を設けてダイスとダイスカバーとを一体にすることも可能である。
【００３７】
パンチ軸１０とダイス軸２０のそれぞれの軸端には、パンチ軸１０とダイス軸２０を互いに反対方向に同期回転させる相互に噛み合うパンチ軸ギヤ１５とダイス軸ギヤ２６が装着され、図示しない駆動手段によりパンチ軸ギヤ１５が回転駆動されるようになっている。ダイス軸ギヤ２６には図７に示すシザーズ機構が設けられ、ダイス軸ギヤ２６とバンチ軸ギヤ１５との噛み合いのバックラッシュが極小、望ましくは０になるようにされている。すなわち、図に示すように、ダイス軸ギヤ２６にはパンチとダイスが噛み合う回転角度範囲の歯部に同歯形の扇ギヤ２７が重ねて装着され、ダイス軸ギヤ２６と扇ギヤ２７の歯をずらして調整して長孔２７ａに挿通したビス２８で固定することにより、パンチ軸ギヤ１５との噛み合いのバックラッシュを極小とするようにされている。
【００３８】
パンチ１１のヘッドの外径はダイス孔の内径より、パンチ径×（０．０００５〜０．００５）だけ小さくされている。この径差は、主として被穿孔材の厚さにより決定される。パンチ１１の切刃には少なくとも０．０５ｍｍ以上の平行部ランドｌｌａと逃げ部１１ｂが設けられている。これにより、パンチの切刃の加工とクリアランスの設定が容易になる。
【００３９】
シート材の穿孔の際に最初にパンチとダイスが噛み合う先進側のパンチとダイスのクリアランスは、パンチ径×（−０．０００５〜−０．００５）になるように設定して組立てられる。この量は被穿孔シート材の材質、厚さなどにより決定される。図５（ａ）はこの設定を誇張して図示したものである。従来のクリアランスの設定は、図の破線で示すようにパンチとダイスの先端にわずかに隙間Ｃ´を設けて、即ち０〜プラスのクリアランスＣ´になるように設定されていた。本発明では、図に示すようにマイナスのクリアランスＣ、即ちパンチとダイスが干渉しパンチとダイスがかじるような状熊に設定される。これは、組立ての際に試穿孔後、一方、例えばパンチ側で、ボス１２と軸１０を図示しない止めねじにより固定することで行なわれる。
【００４０】
上記構成のパンチユニットにより、パンチ軸のギヤ１５を回転駆動してパンチ軸とダイス軸を回転し、通紙部２を通過する図示しないシート材を穿孔すると、装置の弾性によりパンチとダイスの先進側の刃先は圧接する状熊でシート材に食い込んで穿孔するので、穿孔穴にはバリやケバが生ずることがなく綺麗な穿孔ができる。
【００４１】
【実施例】
上記構成のロ一タリパンチユニットにより以下の条件で穿孔試験を行なった。
0004390904.tif 000002
【００４２】
上記条件で穿孔試験した結果、１００万孔まて穿孔してもバリ、ケバの状態が初期状態に対してほぼ遜色のない綺麗な穿孔ができた。
【００４３】
以上、述べたように本願の第１発明のロータリパンチユニットによれば、パンチとダイスの先進側のクリアランスを０〜マイナスに設定、即ち両刃先が干渉するように設定されているので、先進側の切れ味が良くなり穿孔穴にバリやケバを生ずることがない。また、同期回転駆動手段から最も遠い対の噛み合いを、近い対の噛み合いと同時またはそれより早期に噛み合いを開始するようにすれば、各対内での最大の食い違い量Ｄが減少して逆転が可能または容易となり、エッジの過度の損傷も防止される。また、バンチ軸とダイス軸を同期回転させるギヤに噛み合いのバックラッシュを除くシザーズ機構とを備えれば、ギヤのバックラッシュによるクリアランスの変動がなく安定した穿孔が可能になる。
【００４４】
また、該本第１発明に第２発明を応用すれば、両軸は駆動トルクを両端側から供給されるのと同じ効果が生じて捩じり剛性が増す。つまり太軸化されたと同等の効果が生じて接触圧力の低下が防止され、美麗な穿孔穴が容易に得られ、かつ手動等による逆転が可能または容易になる。また、エッジの過度な損傷が抑制されるなどの効果が得られる。
【００４５】
以上、本発明を主に２対のパンチとダイスを設けた２孔穿孔のロータリーパンチユニットについて示したが、もとより、１対または３対以上のパンチとダイスを設けた１孔または３孔以上の穿孔のユニットにも適用できる。
【００４６】
次に、本願の第１発明のロータリパンチの他の実施例について説明する。図３は他の実施例のロータリパンチの正面図である。外見的には図１のロータリパンチと同様であるが、本実施例では同期回転駆動手段である歯車１５、２６（バックラッシュ除去機能付き）からの距離が遠い対ｇ（パンチ１１ｇとダイス２１ｇ）の噛み合い開始のタイミングが、近い対ｈ（パンチ１１ｈとダイス１２ｈ）に比して僅かに早くセットされている点が異なる。このため、噛み合い終了も遠い対ｇに続いて近い対ｈの順に起こり、遠い対ｇの噛み合い終了直後の食い違いＤｇ（食い違いＤ、干渉量Ｃはいずれも図示せず）が、近い対ｈの干渉の影響を受けて、噛み合い開始時の干渉量Ｃｇよりも少なくなる。また、近い対ｈの噛み合い終了直後の食い違いＤｈはその噛み合い開始時の干渉量Ｃｈより増加するが、その増加量は同期回転駆動手段からの距離が短いから少ない。したがって、各対内での最大の食い違い量Ｄが減少して逆転が可能または容易となり、またエッジの過度の損傷も防止される。
【００４７】
次に、本願の第２発明のロータリパンチをその一実施例の図面で説明する。図４は第２発明のロータリパンチの正面図である。図４において、２本の平行な回転軸１０、２０は、それぞれ図１と同様にフレーム１に回転可能に支持されている。回転軸１０、２０は、フレーム１の左右両外側にそれぞれ設けられた一組ずつの等歯数の外接歯車３１、３２および３３、３４により連結され、図示しない駆動部により同期回転駆動される。従来のロータリパンチでは、同期回転駆動歯車は、通常動力供給側等の一方の側のみに設けられていた。
【００４８】
図４において、軸１０、２０が右ねじりまたは左ねじりの一方向にねじり変形するように歯車の噛み合いが予めセットされている。これにより両側歯車対は互いのバックラッシュによる回転ガタが除去されるようになっている。もとより本第２発明においても、一方または双方の同期回転駆動手段にバックラッシュ除去手段を附加しても良い（大きなトルクに対抗可能となる）。
【００４９】
一方の軸１０には高速度工具鋼製のパンチ１１、１１が、他方の軸２０にはこのパンチに対応するダイス２１、２１が取り付けられ、回転軸１０、２０の正方向の同期回転により噛み合い始め側で両エッジが適当量だけ干渉して噛み合うように設定されている。
【００５０】
上記構成において、図示しない駆動源により軸２０を矢印の方向（正方向）に回転駆動すると、軸１０が外接歯車３１、３２および３３、３４により同期回転駆動され、パンチ１１、１１はダイス２１、２１とそれぞれ噛み合って、両軸間に供給された図示しないシートに穿孔する。この際、パンチとダイスには図６ａで述べたように適量の噛み合い開始側干渉量Ｃが設けられ、かつ剛性増加効果による穿孔に必要な接触圧力が与えられるから美麗な穿孔が容易に得られる。そして、両軸は両端で回転角度関係（位相関係）を互いに拘束されているから、図６ｃ´の噛み合い終了時の食い違いＤの増加は抑制される。これにより、手動による逆転が可能または容易となり、噛み合い開始側のエッジの過度の摩耗も防止される。
【００５１】
なお、本実施例ではパンチ１１とダイス２１を２対としたが、本第２発明も１対でも良いし３対以上でも良い。
【００５２】
【発明の効果】
上述したように、本発明のロータリパンチユニットによれば、バリやだれのない綺麗な穿孔ができるので見栄えがよく、穿孔後の紙揃えなどが容易になる。また逆転が可能または容易になり、噛み合い開始時の接触圧力低下が抑制されて順調な穿孔が開始され美麗な穿孔穴が得られる。さらに、噛み合い開始側エッジの損傷が抑制されるなどの各特性を単独または複合して得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本願の第１発明の実施形熊のロータリパンチユエットの構成を示す分解斜視図である。
【図２】  図１の正面（一部断面）図である。
【図３】  本願の第１発明のロータリパンチの他の実施例を説明する図である。
【図４】  本願の第２発明のロータリパンチの１実施例の正面図である。
【図５】  パンチとダイスの先進部のクリアランスの設定とその作用を説明する図である。
【図６】  下流対のダイスとパンチのエッジの関係を説明する図である。
【図７】  ギヤのシザーズ機構の一例を示す図である。
【図８】  パンチとダイスの動作を示す図である。
【符号の説明】
１  フレーム、２  隙間（通紙部）、３  上ビーム、４  下ビーム、５  端板、６  軸受板、７  ミニチュアベアリング、８  軸受板、９  ミニチュアベアリング、１０  パンチ軸、１１  パンチ、１１ａ  ランド、１１ｂ  逃げ部、１２パンチボス、１５  ギヤ、１６  止めねじ、２０  ダイス軸、２１  ダイス、２３  ダイス孔、２４  ダイスカバー、２６  ダイス軸ギヤ、２７  扇ギヤ（シザーズ機構）、２７ａ  長孔、２８  ビス、３０  被穿孔シート材、３１  ギヤ、３２  ギヤ、３４  ギヤ、Ｃ  クリアランス
【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】
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