(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
切断幅方向の中央に向かってＶ字状に窪む刃先線を有する可動刃を具備するシート材切断装置であって、前記可動刃は、前記刃先線の傾斜する一方側を形成する固定切刃と、前記刃先線の傾斜する他方側を形成する可動切刃に分かれており、前記可動切刃を切断幅方向に往復移動する可動切刃駆動機構により、前記可動切刃を前記固定切刃に対して接触させる位置に係止することでシート材を全幅切断するための連続した刃先線を有する可動刃とし、前記可動切刃を前記固定切刃から離間させる位置に係止することでシート材を部分切断するための刃先線に切り欠きを有する可動刃とすることを特徴とするシート材切断装置。
【請求項２】
切刃ホルダーに固定される前記固定切刃と、切刃ホルダーに支持されて切断幅方向で前記固定切刃に先端部が対向しており切断幅方向に往復移動可能な前記可動切刃と、を有する可動刃と、駆動装置に連結され正逆両方向に回転動作するロータと、該ロータの回転軸から所定の間隔位置に設置した駆動ピンと、該駆動ピンの回転運動を前記可動刃の切断および復帰の往復運動に変換する可動刃駆動機構を有するシート材切断装置であって、前記可動刃駆動機構に前記駆動ピンの回転運動によって切断幅方向に往復移動可能なスライド部材が設けられ、該スライド部材は、前記駆動ピンが連通し、前記駆動ピンの外径の回転軌跡の幅よりも小さい幅を切断幅方向に有する連通孔と、前記可動切刃に設けた係合部を係止可能な可動切刃係止部と、前記固定切刃に設けた係合部を切断幅方向の異なる２位置で係止可能な固定切刃係止部を有し、前記ロータの一方の回転によって前記スライド部材が切断幅方向の一方に移動することで前記可動切刃が切断幅方向の一方に移動して前記固定切刃との間に間隙を形成し、前記ロータの他方の回転によって前記スライド部材が切断幅方向の他方に移動することで前記可動切刃が切断幅方向の他方に移動して前記固定切刃と接触する可動切刃駆動機構を有する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】
前記固定切刃と前記可動切刃の係合部はピン状部材でなり、前記固定切刃係止部と前記可動切刃係止部は前記ピン状部材を係止可能な貫通孔でなることを特徴とする請求項２に記載のシート材切断装置。
【請求項４】
前記固定切刃係止部の貫通孔は、前記可動刃の復帰側となる端面の切断幅方向の異なる位置に、前記固定切刃のピン状部材の入り込みを可能とする２つの凹部を有することを特徴とする請求項３に記載のシート材切断装置。
【請求項５】
前記スライド部材の連通孔は、前記駆動ピンの外径の回転軌跡の幅から、少なくとも間隙の所定幅を差し引いた幅を切断幅方向に有することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載のシート材切断装置。
【請求項６】
シート材の切断開始前に、前記固定切刃と前記可動切刃は互いの対向する先端部において前記切刃ホルダーからの離間距離が最大となることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載のシート材切断装置。
【請求項７】
前記シート材切断装置は、直線状の刃先線を有する固定刃を備え、該固定刃と前記可動刃の刃先線を交差させて圧接させ、かつ前記可動刃を摺動させてシート材を切断することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のシート材切断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、複写機やプリンタなどの事務機器、画像形成装置、これらの複合機器、券売機等に搭載され、シート状やロール状の紙やフィルム、シールやラベルといった各種のシート材を任意の長さに切断するために用いられるシート材切断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上述した複写機やプリンタなどに搭載されるシート材切断装置には、シート材を完全に切断するフルカットともいう全幅切断と、シート材の一部を切り残して切断するパーシャルカットともいう部分切断を、１台の切断装置で適宜選択して実施するものがある。
このような切断装置には、例えば特許文献１に開示される、Ｖ字状に窪む刃先線の頂部に切り欠きを形成した可動刃を使用するものがある。該切断装置は、可動刃の切断方向への移動距離を機械的に切り替える可動刃駆動機構を有し、全幅切断の際には前記切り欠きが被切断シート材を完全に通過するように可動刃の移動距離を設定し、部分切断の際には前記切り欠きが被切断シート材を完全に通過しないように可動刃の移動距離を短縮させている。
【０００３】
また、例えば特許文献２に開示される切断装置は、切断幅方向の両端部で軸支された一対の可動刃を有し、該一対の可動刃を切断幅方向の中央部でリンクによって連結することで一対の可動刃の間に形成される間隙が調整可能とされる。そして、該間隙を調整することで全幅切断と部分切断とが可能になるとされる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３２４３０１号公報
【特許文献２】特開平５−１０４４８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、上述した部分切断と全幅切断が１台で実施できるシート材切断装置に対し、シート材の切断品位の改善が所望され、具体的には全幅切断後のシート材の切断縁を凹凸や毛羽立ちのない滑らかな直線状とすることが所望されるようになった。しかし、特許文献１に開示される切断装置の場合、全幅切断であっても可動刃の刃先線に切り欠きを有するので、該切り欠き部分によってシート材を切断したときにシート材の切断縁に毛羽立ちや千切れなどの切痕を生じる。このことから上述の課題は、可動刃の刃先線に切り欠きを有する切断装置では解決することができないものと考えられた。
【０００６】
また、特許文献２に開示される切断装置の場合、全幅切断時に可動刃の間隙をなくすように調整することができれば、切断後のシート材の切断縁を滑らかな直線状にすることができると考えられる。しかし、特許文献２の開示内容からは、１台の切断装置で部分切断と全幅切断を選択して実施可能とする技術や具体的構成は理解できず、１台の切断装置で部分切断と全幅切断を選択して実施するという目的をどのように達成すればよいのか不明であった。
【０００７】
本発明は、上記課題を鑑み、１台でシート材の部分切断と全幅切断が選択できるシート材切断装置において、全幅切断したシート材の切断縁を滑らかな直線状にすることができて切断品位を向上させるシート材切断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、１台でシート材の部分切断と全幅切断が選択できるシート材切断装置において全幅切断されたシート材の切断縁に切痕を生じる問題を検討し、可動刃を固定切刃と可動切刃とで構成し、固定切刃に対して可動切刃を接触および離間させることによって、シート材の部分切断と全幅切断が１台の切断装置で可能となることを見出して本発明に想到した。
【０００９】
すなわち本発明は、切断幅方向の中央に向かってＶ字状に窪む刃先線を有する可動刃を具備するシート材切断装置であって、前記可動刃は、前記刃先線の傾斜する一方側を形成する固定切刃と、前記刃先線の傾斜する他方側を形成する可動切刃に分かれており、前記可動切刃を切断幅方向に往復移動する可動切刃駆動機構により、前記可動切刃を前記固定切刃に対して接触させる位置に係止することでシート材を全幅切断するための連続した刃先線を有する可動刃とし、前記可動切刃を前記固定切刃から離間させる位置に係止することでシート材を部分切断するための刃先線に切り欠きを有する可動刃とするシート材切断装置である。
【００１０】
本発明は、切刃ホルダーに固定される前記固定切刃と、切刃ホルダーに支持されて切断幅方向で前記固定切刃に先端部が対向しており切断幅方向に往復移動可能な前記可動切刃と、を有する可動刃と、駆動装置に連結され正逆両方向に回転動作するロータと、該ロータの回転軸から所定の間隔位置に設置した駆動ピンと、該駆動ピンの回転運動を前記可動刃の切断および復帰の往復運動に変換する可動刃駆動機構を有するシート材切断装置であって、前記可動刃駆動機構に前記駆動ピンの回転運動によって切断幅方向に往復移動可能なスライド部材が設けられ、該スライド部材は、前記駆動ピンが連通し、前記駆動ピンの外径の回転軌跡の幅よりも小さい幅を切断幅方向に有する連通孔と、前記可動切刃に設けた係合部を係止可能な可動切刃係止部と、前記固定切刃に設けた係合部を切断幅方向の異なる２位置で係止可能な固定切刃係止部を有し、前記ロータの一方の回転によって前記スライド部材が切断幅方向の一方に移動することで前記可動切刃が切断幅方向の一方に移動して前記固定切刃との間に間隙を形成し、前記ロータの他方の回転によって前記スライド部材が切断幅方向の他方に移動することで前記可動切刃が切断幅方向の他方に移動して前記固定切刃と接触する可動切刃駆動機構を有するシート材切断装置とすることができる。
【００１１】
本発明のシート材切断装置は、前記固定切刃と前記可動切刃の係合部はピン状部材でなり、前記固定切刃係止部と前記可動切刃係止部は前記ピン状部材を係止可能な貫通孔でなることが好ましい。
【００１２】
また、前記固定切刃係止部の貫通孔は、前記可動刃の復帰側となる端面の切断幅方向の異なる位置に、前記固定切刃のピン状部材の入り込みを可能とする２つの凹部を有することが好ましい。
【００１３】
また、前記スライド部材の連通孔は、前記駆動ピンの外径の回転軌跡の幅から、少なくとも間隙の所定幅を差し引いた幅を切断幅方向に有することが好ましい。
【００１４】
また、シート材の切断開始前に、前記固定切刃と前記可動切刃は互いの対向する先端部において前記切刃ホルダーからの離間距離が最大となることが好ましい。
【００１５】
本発明のシート材切断装置は、直線状の刃先線を有する固定刃を備え、該固定刃と前記可動刃の刃先線を交差させて圧接させ、かつ前記可動刃を摺動させてシート材を切断する構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のシート材切断装置は、１台でシート材の部分切断と全幅切断とが選択できる切断装置であって、全幅切断時には可動刃の刃先線がＶ字状に連なって形成されるので、全幅切断されたシート材の切断縁を滑らかな直線状にすることができて切断品位を向上させるものである。よって、シート材切断装置を搭載する例えば複写機、プリンタ、画像形成装置、およびこれらの複合機器の信頼性向上に大いに貢献できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明における重要な特徴は、シート材を切断する可動刃を、切断幅方向の中央に向かってＶ字状に窪む刃先線の傾斜する一方側を形成する固定切刃と、前記刃先線の傾斜する他方側を形成する可動切刃とで構成し、前記固定切刃に対して前記可動切刃を接触および離間の異なる位置に係止可能とする可動切刃駆動機構を有する構成としたことにある。そして、例えば本発明の実施形態においては、前記固定切刃を切刃ホルダーに固定し、前記可動切刃を切断幅方向に往復移動可能に前記切刃ホルダーで支持し、これによって前記固定切刃に対して前記可動切刃を接触および離間させることができる。
【００１８】
上述したように固定切刃および可動切刃の互いの刃先の接触または離間によって可動刃の刃先線は形成される。そして、切断幅方向で固定切刃に対向する可動切刃を切断幅方向の一方に移動させることで固定切刃と可動切刃の互いの先端部を離間させて間隙を形成することができる。これにより、可動刃の刃先線が切り欠きを有する刃先線となって、該刃先線によってシート材の部分切断が可能となる。また、可動切刃を切断幅方向の他方に移動させることで固定切刃と可動切刃の互いの先端部を近接させて接触させることができる。これにより、固定切刃と可動切刃の互いの刃先が連なって、可動刃の刃先線が切断幅方向の中央に向かって傾斜して中央部が窪むＶ字状の刃先線となって、該刃先線によってシート材の全幅切断を実施することでシート材の切断縁を滑らかな直線状に形成することができる。
【００１９】
また、本発明のシート材切断装置においては、上述した固定切刃と可動切刃が接触および離間する構成、すなわち、互いの先端部の間に間隙を形成すること、あるいは互いの先端部を接触させることに関わる可動切刃駆動機構は重要である。例えば本発明の実施形態においては、可動刃を駆動する可動刃駆動機構に、駆動ピンの回転運動によって切断幅方向に往復移動可能なスライド部材を設け、該スライド部材が同時に、駆動ピンの回転運動を可動刃の切断および復帰の往復運動に変換する機能を有する構成とした。具体的には、前記スライド部材を、前記駆動ピンが連通し、前記駆動ピンの外径の回転軌跡の幅よりも小さい幅を切断幅方向に有する連通孔と、前記可動切刃に設けた係合部を係止可能な可動切刃係止部と、前記固定切刃に設けた係合部を切断幅方向の異なる２位置で係止可能な固定切刃係止部を有する構成とした。
【００２０】
上述の構成により、可動刃を駆動する可動刃駆動機構に設けた前記スライド部材は、連通孔に連通された駆動ピンの回転運動によって、切断方向に移動されると同時に、可動切刃を切断幅方向に移動可能な可動切刃駆動機構の重要な機能を有することができる。そして、スライド部材の連通孔を、駆動ピンの外径の回転軌跡の幅よりも小さい幅とすることで、駆動ピンの外径がなす回転軌跡の復帰方向の端位置から正逆の回転方向の違いによって、スライド部材を切断幅方向の一方または他方に移動させることができる。
【００２１】
本発明のシート材切断装置の実施形態においては、上述した可動刃とスライド部材に関わる機械的構成により、１台の切断装置で部分切断と全幅切断が選択できるものとなる。すなわち、前記ロータの一方の回転によって前記スライド部材が切断幅方向の一方に移動することで前記可動切刃が切断幅方向の一方に移動して前記固定切刃との間に間隙を形成し、該間隙の形成によって可動刃の刃先線を切り欠きを有するものとし、シート材を前記間隙の幅を残して部分切断することができる。また、前記ロータの他方の回転によって前記スライド部材が切断幅方向の他方に移動することで前記可動切刃が切断幅方向の他方に移動して前記固定切刃と接触し、該接触によって可動刃の刃先をＶ字状に連なるものとし、シート材を全幅切断したときに切断縁を滑らかな直線状に形成することができる。
【００２２】
以下、本発明のシート材切断装置の実施形態を具体的に挙げ、詳しく説明する。
本発明のシート材切断装置の実施形態における基本構成は、シート材を切断する可動刃と、駆動装置に連結され正逆両方向に回転動作するロータと、ロータの回転軸から所定の間隔位置に設置した駆動ピンと、駆動ピンの回転運動を可動刃の切断および復帰の往復運動に変換する可動刃駆動機構を有するシート材切断装置である。つまり、ロータの回転軸から所定の間隔位置に設置した駆動ピンを駆動力として、可動刃を切断方向に駆動してシート材を切断し、および、可動刃を復帰方向に駆動してシート材から離間させるものである。また、可動刃が復帰状態にあるときは、シート材をシート材切断装置に挿入すべく待機している状態となる。
【００２３】
可動刃駆動機構は、駆動装置に連結されたホイールや歯車などのロータ（回転子）を正逆両方向に回転させて駆動ピンを回転運動させ、該駆動ピンの回転運動を駆動ピンを連通する連通孔を介してスライド部材に伝達し、該スライド部材を可動刃の切断および復帰に対応する方向に往復移動させ、これによりスライド部材に係止された可動刃を切断および復帰の往復運動させるという機能を有するものである。このような可動刃駆動機構に対し、本発明では、上述したように駆動ピンの回転運動によってスライド部材が切断幅方向にも往復移動可能となる可動切刃駆動機構の構成を加えたものである。
【００２４】
また、可動刃駆動機構は、ロータの正逆の回転の違いで、すなわち駆動ピンの回転運動の正逆の違いで、スライド部材を可動刃の切断または復帰に対応する方向に移動する可動刃全体の駆動機構となり、同時に、スライド部材を切断幅方向の一方または他方に移動することができる可動切刃駆動機構となる。そして、スライド部材が切断幅方向の一方または他方に移動したとき、スライド部材に設けた固定切刃係止部の異なる２位置の一方または他方で固定切刃の係合部を係止することで、固定切刃に対するスライド部材の切断幅方向の位置を異なる２位置に切り替えることができる。これにより、スライド部材に設けた可動切刃係止部によって係合部が係止された可動切刃を切断幅方向の異なる２位置に切り替えることができる。
【００２５】
本発明において、ロータの回転軸から所定の間隔位置に設置される駆動ピン自体は、回転方向が変わっても一定の円運動となる。そのため、正逆の回転方向に関係なく、駆動ピンの一定の円運動によって駆動ピンの外径がなす回転軌跡において、該回転軌跡の切断幅方向の両端の位置で、スライド部材を介して可動切刃の切断幅方向の両端の位置、すなわち、固定切刃に対する可動切刃の接触位置と離間位置を決めることができる。
【００２６】
また、駆動ピンの外径がなす回転軌跡において、可動刃の切断および復帰に対応する方向となる前記回転軌跡の両端位置で、可動刃の切断および復帰の両端位置を決めることができる。これにより、可動刃の切断時および復帰時の移動量は、部分切断時であっても全幅切断時であっても同じ移動量にでき、駆動ピンの外径がなす回転軌跡の幅によって決めることができる。
つまり、本発明のシート材切断装置は、従来のように可動刃の切断方向の移動距離を変更しなくても、シート材の部分切断および全幅切断ができるという全く新しい構成を有するものである。
【００２７】
したがって、本発明のシート材切断装置は、駆動ピンの特定の回転方向で、スライド部材が可動刃の切断または復帰の方向に移動し、同時にスライド部材が切断幅方向の特定の方向に移動し、これにより可動切刃が切断幅方向の特定の方向に移動して、可動切刃を切断幅方向の特定の位置に位置決めすることができる可動切刃駆動機構を有する切断装置である。そして、同時に、切断幅方向に対向する固定切刃と可動切刃の先端部に間隙を形成するための離間位置と、互いの先端部が接触する接触位置とに、切り替えることができる可動切刃駆動機構を有する切断装置である。また、可動切刃の離間位置と接触位置の間の距離は、固定切刃と可動切刃の間に形成される間隙の幅と等しく設定することができる。
【００２８】
可動切刃駆動機構において、上述した可動切刃は、スライド部材の可動切刃係止部が可動切刃の係合部を係止することで、切断および復帰への移動や、切断幅方向への往復移動が確実なものとなる。同様に、上述した固定切刃は、スライド部材の固定切刃係止部が固定切刃の係合部を係止することで、切断および復帰への移動が確実なものとなる。
【００２９】
また、可動刃を切断および復帰させる際、固定切刃を固定し、かつ可動切刃を支持する切刃ホルダーを設けることで、該切刃ホルダー自体を駆動することによって固定切刃と可動切刃を同時に駆動できるので、固定切刃や可動切刃を個別に駆動させる必要がなくなる。また、切刃ホルダー自体をガイドすることで固定切刃と可動切刃の両方を安定にガイドすることができる。よって、可動刃を構成するにおいて、切刃ホルダーを設けることで可動刃駆動機構を簡易に構成することができる。
【００３０】
以下、本発明において好ましい構成について説明する。
上述した可動刃を構成する固定切刃や可動切刃に設ける係合部としては、例えば、円柱状や角柱状のピンや、ローラといった凸形部を有する凸状部材を設けることができる。また、スライド部材に設ける固定切刃係止部や可動切刃係止部としては、例えば、貫通孔、有底の窪みや溝、ガイドレールといった前記凸状部材を係止可能な凹形部を有する凹状部材を設けることができる。逆に、固定切刃や可動切刃の係合部を凹状部材とし、スライド部材の固定切刃係止部や可動切刃係止部を凸状部材としてもよい。好ましくは、固定切刃と可動切刃の係合部はピン状部材で形成し、固定切刃係止部と可動切刃係止部は前記ピン状部材を係止可能な貫通孔で形成することである。これにより、各々の部材を簡易な構造にできて、カシメや打ち抜きといった簡易な手段で製造することが可能となる。
【００３１】
また、固定切刃の係合部を前記ピン状部材で形成し、固定切刃係止部を前記貫通孔で形成する場合は、固定切刃係止部の貫通孔は、可動刃の復帰側となる端面の切断幅方向の異なる位置に、固定切刃の前記ピン状部材の入り込みを可能とする２つの凹部を有することが好ましい。これにより、簡易な構成にできて、打ち抜きや穴あけ加工といった簡易な手段で製造することが可能となる。
【００３２】
上述したように、スライド部材の連通孔を、駆動ピンの外径の回転軌跡の幅よりも小さい幅とすることで、前記連通孔の幅が前記駆動ピンの回転軌跡の幅よりも狭くなるので、スライド部材を切断幅方向の一方または他方に移動させることができる。好ましくは、スライド部材の連通孔は、駆動ピンの外径の回転軌跡の幅から、少なくとも間隙の所定幅を差し引いた幅を切断幅方向に有することである。これにより、スライド部材の切断幅方向における移動量が間隙の所定幅以上となって、固定切刃と可動切刃の間に形成される間隙を少なくとも所定幅で得ることができる。また、間隙の所定幅を超えて差し引いた場合には、その超過分はスライド部材の切断幅方向における移動量に付加することができる。これにより、固定切刃係止部に設ける異なる２位置の間隔が前記超過分だけ広く設定できるようになり、前記超過分がスライド部材の切断幅方向への移動の余裕量となるので固定切刃係止部の設計を容易化できる。
【００３３】
また、可動刃が相手刃と噛み合ってシート材を幅方向の両側から切断して行く場合、切断終盤となる切断幅方向の中央付近では相手刃と噛み合う可動刃の交差角が過小となって、シート材の切断に不都合を生じることがある。よって、可動刃においては、シート材の切断開始前に、前記固定切刃と前記可動切刃の互いが対向する先端部において前記切刃ホルダーからの離間距離が最大となることが好ましい。該離間距離の設定手段としては、切刃ホルダーから離間する方向に固定切刃と可動切刃の先端部を撓ませて、すなわち相手刃への圧接方向に向かって撓ませてもよい。該撓みは、曲げ加工等で予め付与しておいてもよいし、切刃ホルダーにダボやバネなどの突起状の部材を設けるなどして固定切刃および可動切刃の自らの可撓性を利用して撓ませてもよい。また、固定切刃や可動切刃を撓ませず、曲げ加工等で切刃ホルダーと離間する側に傾斜するように折り曲げてもよい。上述したような手段によって固定切刃と可動切刃の先端部において切刃ホルダーからの離間距離を最大にすることで、切断幅方向の中央部において、相手刃と噛み合う可動刃の交差角、すなわち固定切刃および可動切刃が相手刃となす交差角を十分に確保することができる。
【００３４】
上述した固定切刃および可動切刃の互いが接触する先端部は、図５に一例として示す形状にすることができる。図５（ａ）や図５（ｂ）に示す形状は、互いの先端部を１つの端面で接触させる構成であって、互いの先端部を安定的に接触させることができる。図５（ｃ）に示す形状は、互いの先端部に段差を設けた構成であって、可動刃の切断および復帰の方向のずれを防止することができる。図５（ｄ）に示す形状は、互いの先端部を実質的に点接触させる構成であって、固定切刃の刃先と可動切刃の刃先でなす刃先線に不連続な個所を有することなく滑らかな刃先線とすることができる。
【００３５】
上述した本発明のシート材切断装置は、直線状の刃先線を有する固定刃を備え、該固定刃と前記可動刃の刃先線を交差させて圧接させ、つまり前記固定切刃および前記可動切刃の刃先線を交差させて圧接させ、かつ前記可動刃を摺動させてシート材を切断する切断装置とすることができる。
【００３６】
また、本発明のシート材切断装置は、可動刃と固定刃の配置構成に関し、上述した特許文献１の図７に示される配置と同様な配置を有する切断装置とすることができる。すなわち、前記可動刃と前記ロータと前記スライド部材とを具備する駆動部をフレームで支持する可動刃ユニットと、前記固定刃を支持する固定刃ユニットとが、合体分離可能に配置され、合体位置で前記固定刃と前記可動刃を交差させて圧接させ、かつ前記可動刃を摺動させてシート材を切断する切断装置とすることができる。
【００３７】
本発明においては、切断装置を構成する各部材は、例えば固定切刃や可動切刃の刃先部材は、金属材料で形成することが好ましい。また、例えば、ロータ、駆動ピン、切刃ホルダー、スライド部材、さらには、ロータに連結する駆動装置を保持するケースや、これらの部材を内側に納めるフレームやカバーなどの部材は、必要に応じて樹脂成形品とすることができる。
【実施例】
【００３８】
以下、具体例によって、本発明のシート材切断装置を詳細に説明する。
図１は、本発明の実施例を示す一例であり、各部品の位置関係を示す分解斜視図を示す。図２はシート材を全幅切断する過程を正面から示すものである。そして、図２（ａ）は可動刃が復帰方向の最上位置にある状態でシート材をシート材切断装置に挿入すべく待機している状態、図２（ｂ）は可動切刃が固定切刃に接触して可動刃の刃先線がＶ字状に連なった状態、図２（ｃ）はシート材を全幅切断し終わって可動刃が最下位置にある状態を示す。図３はシート材を部分切断する過程を正面から示すものである。そして、図３（ａ）は可動刃が復帰方向の最上位置にある状態でシート材をシート材切断装置に挿入すべく待機している状態、図３（ｂ）は可動切刃が固定切刃と離間して可動刃の刃先線に間隙が形成された状態、図３（ｃ）はシート材を部分切断し終わって可動刃が最下位置にある状態を示す。図４は、スライド部材に設けた固定切刃係止部の個所を部分的に正面から示すものであり、図４（ａ）〜図４（ｃ）は固定切刃に設けた係合部の固定切刃係止部での動作の一例を示す。なお、図２と図３では、ピン２ｃの動作を明確化するために、ピン２ｃの先端部に設けた止め輪８ｃの記載を省略して示している。
【００３９】
本実施例においては、シート材の部分切断時に切り残される幅を１．５ｍｍに設定した。シート材を切断する可動刃は、切断幅方向の中央に向かって傾斜する刃先１ａを有する固定切刃１を切刃ホルダー４に固定し、固定切刃１と同様な刃先２ａを有する可動切刃２を切刃ホルダー４で支持し、互いの先端部を切断幅方向で対向させて配置した。切断幅方向において、固定切刃１と可動切刃２の間に形成する間隙２０の幅は、部分切断時に切り残されるシート材の幅と同じ１．５ｍｍに設定した。また、この間隙２０の幅は可動切刃２の移動距離に相当する。
【００４０】
固定切刃１には、直径３ｍｍの２つのピン１ｂ、１ｃを２１ｍｍの間隔でカシメによって固設した。そして、一方のピン１ｂは、シム６ａを入れ、かつ複数のダボ４ｆを設けて固定切刃１を切刃ホルダー４の面から０．３ｍｍ離間させた状態とし、切刃ホルダー４に打抜き形成した孔４ｂに連通して、ピン１ｂの先端部を止め輪８ａで抜け止めした。また、他方のピン１ｃは、スライド部材５で係止する係合部とし、切刃ホルダー４に打抜き形成した孔４ｃに連通した後に、さらにスライド部材５に打抜き形成した固定切刃１を係止するための固定切刃係止部とする貫通孔５ｂに連通した。固定切刃１を切刃ホルダー４の面から離間させた状態に構成したのは、後述するように可動切刃２も同様に構成するので、固定切刃１と可動切刃２の位置を合わせるためである。
【００４１】
可動切刃２には、直径３ｍｍの２つのピン２ｂ、２ｃを２２ｍｍの間隔でカシメによって固設した。そして、一方のピン２ｂは、切刃ホルダー４に打抜き形成した長孔４ｄに連通し、さらにスライド部材５に打抜き形成した長孔５ｃに連通し、ピン２ｂがスライド部材５と干渉しないようにした。また、他方のピン２ｃは、スライド部材５で係止する係合部とし、シム６ｂを入れ、かつ複数のダボ４ｆを設けて可動切刃２を切刃ホルダー４の面から０．３ｍｍ離間させた状態とし、切刃ホルダー４に打抜き形成した長孔４ｅに連通した後に、さらにスライド部材５に打抜き形成した可動切刃２を係止するための可動切刃係止部とする貫通孔５ｄに連通し、ピン２ｃの先端部を止め輪８ｃで抜け止めした。可動切刃２を切刃ホルダー４の面から離間させた状態に構成することで、可動切刃２が切断幅方向へ移動する際の摺動抵抗が低減できて可動切刃２を円滑に移動することができる。
【００４２】
上述した切刃ホルダー４の孔４ｂ、４ｃの直径は、固定切刃１のピン１ｂ、１ｃの外径にそれぞれ対応させて、実質的にクリアランスのない状態にした。これにより、固定切刃１を切刃ホルダー４に固定できる。また、切刃ホルダー４の長孔４ｄ、４ｅは、可動切刃２のピン２ｂ、２ｃの切断幅方向の移動に干渉しないように、スライド部材５の長孔５ｃ、貫通孔５ｄのそれぞれの長辺および短辺よりも大きく形成した。これにより、可動切刃２を切刃ホルダー４で支持でき、可動切刃２を切断幅方向に移動した場合に切刃ホルダー４は可動切刃２のピン２ｂ、２ｃに干渉することがない。
【００４３】
上述したスライド部材５の貫通孔５ｂは、シート材の切断幅方向に長辺を形成し、固定切刃１のピン１ｃを異なる２つの位置に係止するために、可動刃の復帰方向となる側の端面に、図４に示す２つの凹部５１ａ、５１ｂを形成した。この２つの凹部５１ａ、５１ｂの頂部間距離５１ｄは、少なくとも間隙２０の幅の１．５ｍｍあればよい。しかし、固定切刃１のピン１ｃを、貫通孔５ｂの凹部５１ａまたは５１ｂに入り込ませ、かつピン１ｃが勝手に離脱しないように係止できるようにするため、２つの凹部５１ａ、５１ｂの間に峰部５１ｃを形成した。そして、間隙２０の幅の１．５ｍｍに加え、スライド部材５の移動量の余裕分を１．５ｍｍ設けて前記峰部５１ｃの高さを十分に確保し、頂部間距離５１ｄを３ｍｍに形成した。これにより、スライド部材５は、直径３ｍｍの固定切刃１のピン１ｃを、貫通孔５ｂに設けた２つの凹部５１ａ、５１ｂで脱落させることなく確実に係止できる。
【００４４】
また、スライド部材５の貫通孔５ｄは、シート材の切断幅方向を長辺として形成し、その幅を４．５ｍｍとした。これは、固定切刃１を係止する貫通孔５ｂの２つの凹部５１ａ、５１ｂの頂部間距離の３ｍｍと関連して設定される値であり、可動切刃２のピン２ｃの直径３ｍｍに対し、上述した余裕分の１．５ｍｍを加算した値である。また、可動刃の切断方向に対応する短辺は、可動切刃２のピン２ｃに対し、実質的にクリアランスのない状態とした。
【００４５】
また、スライド部材５の長孔５ｃは、可動切刃２が切断幅方向に移動する際に、シート材の切断方向となる側の端面でピン２ｂを支持でき、かつピン２ｂの切断幅方向への移動に干渉しないように、切断幅方向に長辺を有する長孔に形成した。そして、切断幅方向の幅となる長辺を５ｍｍとし、切断方向の幅となる短辺を３．５ｍｍとした。さらに、僅かではあるが復帰方向にも移動するピン２ｂに干渉しないために、切断幅方向の中央側の端面の曲率を小さく、つまり孔径が大きくなるように形成した。
【００４６】
本実施例で示すシート材切断装置は、上述した固定切刃１および可動切刃２の刃先１ａ、２ａで形成する可動刃の刃先と、相手刃となる固定刃３の刃先３ａとを交差させて摺動させ、かつ前記可動刃を摺動させてシート材の切断ができるように、図１乃至図３に示す位置関係で配置した。このとき、固定切刃１と可動切刃２を予め曲げ加工によって曲げを付与し、シート材の切断開始前に、切断幅方向で固定切刃１と可動切刃２が対向する先端部において切刃ホルダー４からの離間距離が最大となるように、該離間距離を０．９ｍｍとして配置した。なお、該離間距離は、前記曲げ量の０．６ｍｍと、上述したシム６ａ、６ｂで付与した０．３ｍｍを加算した値である。また、固定刃３は、固定刃３の刃先３ａが可動刃の刃先である固定切刃１と可動切刃２の刃先１ａ、２ａに当接しやすいように、切断幅方向に複数のダボ（図示せず）を設けるとともにガイド１０ｂに支持させて、固定切刃１および可動切刃２への圧接方向に傾けて配設した。
【００４７】
上述した固定切刃１および可動切刃２と、固定刃３は、いずれも厚さ０．７２ｍｍのステンレス系刃物鋼をプレスで打抜きして形成し、固定刃３の刃先３ａには研削仕上げを施した。そして、固定切刃１および可動切刃２の刃先１ａ、２ａがなす刃先線のＶ字状の窪みの開き角（開度）を１６８度に設定し、これらの刃先１ａ、２ａと固定刃３の刃先３ａがなす剪断角を６度に設定し、シート材の切断時の可動刃となる固定切刃１と可動切刃２の切断および復帰の方向の移動距離を７．３ｍｍに設定し、各部材を製作した。
【００４８】
可動刃や固定刃３を規制保持するフレーム１０は、厚さ０．８ｍｍの冷間圧延鋼鈑を用いて曲げ加工によって製作した。フレーム１０の下側には固定刃３を配置し、フレーム１０から脱落しないようにガイド１０ｂを設けて保持した。そして、固定刃３の刃先３ａの直上側にはシート材を挿入する通紙口１０ａを設けた。また、フレーム１０の切断幅方向の両側には、ガイド１０ｃを設けて切刃ホルダー４の幅方向位置を規制保持し、さらにガイド１０ｄを設け、ガイド１０ｂとともにシート材の挿入方向において切刃ホルダー４を保持した。そして、可動刃が固定刃３と噛み合う際には、ガイド１０ｂと固定刃３との間で切刃ホルダー４と固定切刃１および稼動切刃２が移動できるように配置した。また、フレーム１０の中央部には切断方向に長孔１０ｅを設け、切刃ホルダー４が切断および復帰の方向に移動できるように、連結ピン９、ワッシャ９ａ、止め輪９ｂによってフレーム１０に連結した。
【００４９】
上述したシート材を切断する可動刃を移動する駆動源は、市販のモータ１４（停動トルク８．３ｍ−ＮｍのＤＣモータ）とし、モータ１４の回転軸に樹脂成形品のウォームギヤ１４ａ（１条）を設けてケース１６によってフレーム１０に配設し、モータ１４の正逆の回転方向はセンサ１５によって検出するようにした。ウォームギヤ１４ａは、歯車１３を介し、ロータである樹脂成形品のウォームホイール１１（歯数４０）と噛み合わせてギヤ連結し、モータ１４の駆動力を減速伝達できるように配置した。ウォームホイール１１には駆動ピン１２を設け、駆動ピン１２の芯部の軸心とウォームホイール１１の回転軸心との間隔を４．５ｍｍに設定し、駆動ピン１２の芯部を樹脂でウォームホイール１１と一体成形した。そして、駆動ピン１２の芯部を、切刃ホルダー４に設けた長孔４ａと、スライド部材５に設けた連結孔５ａに連通した後に、駆動ピン１２の芯部にカラー７ａを嵌入して外径４．５ｍｍの円筒形状とし、カラー７ａの脱落防止のために前記芯部の先端を止め輪８ｂで抜け止めした。
【００５０】
スライド部材５は、切刃ホルダー４に設けた長孔４ａに連通した駆動ピン１２が、連通孔５ａを連通するように配置してあり、厚さ０．８ｍｍのステンレス鋼をプレスで打抜いて製作した。スライド部材５に設けた連結孔５ａの切断幅方向の幅は、駆動ピン１２の回転ピッチ円の直径９ｍｍと駆動ピン１２の外径４．５ｍｍの幅を加算した駆動ピン１２の外径の回転軌跡の幅１３．５ｍｍよりも小さい１０．５ｍｍに設定した。また、シート材の切断方向における連結孔５ｄの幅は、駆動ピン１２の外径４．５ｍｍに対してクリアランスを１．５ｍｍ持たせて６ｍｍに設定した。
【００５１】
また、切刃ホルダー４に設けた長孔４ａは、シート材の切断幅方向の幅をスライド部材５の連結孔５ａの切断幅方向の幅よりも大きい１６．５ｍｍに設定し、シート材の切断方向の幅をスライド部材５の連結孔５ａの切断方向の幅よりも大きい６．２ｍｍに設定した。切刃ホルダー４の長孔４ａの寸法を少なくともスライド部材５の連結孔５ａの寸法よりも大きく設定することで、可動刃の切断時および復帰時に駆動ピン１２が切刃ホルダー４の長孔４ａの端面に接することなく、スライド部材５の連結孔５ａの端面にのみ接するものとなり、これにより駆動ピン１２の回転運動をスライド部材５の実質的な直線運動に変換することができる。
【００５２】
次に、上述したシート材切断装置で、シート材を全幅切断する動作について説明する。
図２（ａ）に示すシート材を挿入すべく待機している状態で、可動刃を構成する固定切刃１および可動切刃２の刃先１ａ、２ａと、固定刃３の刃先３ａとの間に、図の奥側から手前側に向かってシート材（図示せず）を挿入する。その後、全幅切断モードの通電指令によってモータ１４に通電し、該モータ１４の駆動力によってウォームギヤ１４ａと歯車１３を介してウォームホイール１１を矢印２３で示す反時計回りに左回転させる。そして、該ウォームホイール１１の回転によって該ウォームホイール１１に設けた駆動ピン１２を回転運動させ、スライド部材５に設けた連通孔５ａの左端面に駆動ピン１２を押し付けてスライド部材５を切断幅方向の左側に３ｍｍ移動させる。
【００５３】
上述したスライド部材５の左側への３ｍｍの移動過程では、つまり可動切刃駆動機構によって固定切刃に対して可動切刃を接触位置に係止する過程では、図２（ｂ）に示すように、駆動ピン１２が９０度だけ左回転したときに最大となって、スライド部材５は矢印２４で示す左側に３ｍｍ移動する。このスライド部材５の移動においては、まずスライド部材５だけが左側に１．５ｍｍ移動し、スライド部材５に設けた可動切刃係止部である貫通孔５ｄの右端面が可動切刃２の係合部であるピン２ｃに当接する。その後、スライド部材５が左側にさらに１．５ｍｍ移動し、スライド部材５の貫通孔５ｄの右端面が可動切刃２のピン２ｃを係止して左側に押し付け、可動切刃２のピン２ｃを切断幅方向の左側に１．５ｍｍ移動させる。この可動切刃２のピン２ｃを切断幅方向の左側に１．５ｍｍ移動させる動作によって、可動切刃２を固定切刃１に接触させて間隙２０をなくし、接触部２０’を形成することができる。
【００５４】
また、スライド部材５が上述したように左側にさらに１．５ｍｍ移動したとき、同時に、スライド部材５の固定刃係止部である貫通孔５ｂの右端面が固定切刃１の係合部であるピン１ｃに当接する。上述した一連の動作によって、固定切刃１の刃先１ａと可動切刃２の刃先２ａとで形成される可動刃の刃先線がＶ字状に連なった。このとき可動切刃２のピン２ｂは、スライド部材５の長孔５ｃの端面によって支持されるものの、長孔５ｃによって動作の干渉を受けることがなかった。
【００５５】
その後、駆動ピン１２がさらに左回転すると、駆動ピン１２はスライド部材５の連結孔５ａの下端面を切断方向に押し付けながら、図２（ｃ）に示すように回転軌跡の最下点まで回転する。そして、この駆動ピン１２の回転運動によってスライド部材５は切断方向の最下点まで移動され、このスライド部材５の移動によって、スライド部材５に係止された固定切刃１および可動切刃２が切刃ホルダー４とともにに切断方向の最下点まで移動される。スライド部材５が切断方向の最下位置まで移動される過程において、図４（ｃ）に示すようにスライド部材５は矢印２４に示す方向に移動し、固定切刃１のピン１ｃは、スライド部材５の貫通孔５ａに形成した凹部５１ｂに入り込んで係止される。これにより、切断幅方向において、固定切刃１に対するスライド部材５およびスライド部材５に係止された可動切刃２の位置関係が決定されて固定され、可動刃の刃先線を接触部２０’を介してＶ字状に連なった刃先線として形成することができた。
【００５６】
上述のように回転運動を実質的な直線運動に変換する機械的機構である可動切刃駆動機構によって移動した固定切刃１および可動切刃２の刃先１ａ、２ａは、可動刃の刃先となってシート材（図示せず）の両側から順次固定刃３の刃先３ａと噛み合って行き、シート材（図示せず）は両側から中央に向かって切断される。この切断動作によって可動刃の刃先は、刃先線のＶ字状の頂部となる接触部２０’を通過して固定刃３の刃先３ａとオーバーラップしてシート材（図示せず）は全幅切断される。
その後、駆動ピン１２がさらに左回転して行って回転軌跡の最上点に達する過程において、スライド部材５は復帰方向の最上点まで移動し、同時に、スライド部材５に係止された固定切刃１および可動切刃２は切刃ホルダー４とともに復帰方向の最上点まで移動し、この後に停止することとなる。
【００５７】
次に、上述したシート材切断装置で、シート材を部分切断する動作について説明する。
図３（ａ）に示すシート材を挿入すべく待機している状態で、上述の全幅切断と同様にシート材（図示せず）を挿入する。その後、部分切断モードの通電指令によってモータ１４に通電し、該モータ１４の駆動力によってウォームギヤ１４ａと歯車１３を介してウォームホイール１１を矢印２１で示す時計回りに右回転させる。そして、該ウォームホイール１１の回転によって該ウォームホイール１１に設けた駆動ピン１２を回転運動させ、スライド部材５に設けた連通孔５ａの右端面に駆動ピン１２を押し付けてスライド部材５を切断幅方向の右側に３ｍｍ移動させる。
【００５８】
上述したスライド部材５の右側への３ｍｍの移動過程では、つまり可動切刃駆動機構によって固定切刃に対して可動切刃を離間位置に係止する過程では、図３（ｂ）に示すように、駆動ピン１２が９０度だけ右回転したときに最大となって、スライド部材５は矢印２２で示す右側に３ｍｍ移動する。このスライド部材５の移動においては、まずスライド部材５だけが右側に１．５ｍｍ移動し、スライド部材５に設けた可動切刃係止部である貫通孔５ｄの左端面が可動切刃２の係合部であるピン２ｃに当接する。その後、スライド部材５が右側にさらに１．５ｍｍ移動し、スライド部材５の貫通孔５ｄの左端面が可動切刃２のピン２ｃを係止して右側に押し付け、可動切刃２のピン２ｃを切断幅方向の右側に１．５ｍｍ移動させる。この可動切刃２を切断幅方向の右側に１．５ｍｍ移動させる動作によって、可動切刃２と固定切刃１の間に間隙２０を形成することができる。このとき可動切刃２のピン２ｂは、スライド部材５の長孔５ｃの端面によって支持されるものの、長孔５ｃによって動作の干渉を受けることがなかった。
【００５９】
また、スライド部材５が上述したように右側にさらに１．５ｍｍ移動したとき、同時に、スライド部材５の固定刃係止部である貫通孔５ｂの左端面が固定切刃１の係合部であるピン１ｃに当接する。上述した一連の動作によって、固定切刃１の刃先１ａと可動切刃２の刃先２ａの対向する先端部の間に間隙２０を形成することができ、可動刃の刃先線は間隙２０によって切り欠きを有することができた。
【００６０】
その後、駆動ピン１２がさらに右回転すると、駆動ピン１２はスライド部材５の連結孔５ａの下端面を切断方向に押し付けながら、図３（ｃ）に示すように回転軌跡の最下点まで回転する。そして、この駆動ピン１２の回転運動によってスライド部材５は切断方向の最下点まで移動され、このスライド部材５の移動によって、スライド部材５に係止された固定切刃１および可動切刃２が切刃ホルダー４とともにに切断方向の最下点まで移動される。スライド部材５が切断方向の最下位置まで移動される過程において、図４（ｂ）に示すようにスライド部材５は矢印２２に示す方向に移動し、固定切刃１のピン１ｃは、スライド部材５の貫通孔５ａに形成した凹部５１ａに入り込んで係止される。これにより、切断幅方向において、固定切刃１に対するスライド部材５およびスライド部材５に係止された可動切刃２の位置関係が決定されて固定され、可動刃の刃先線はＶ字状の窪みの頂点部に間隙２０による切り欠きを有する刃先線として形成することができた
【００６１】
上述のように回転運動を実質的な直線運動に変換する機械的機構である可動切刃駆動機構によって移動した固定切刃１および可動切刃２の刃先１ａ、２ａは、可動刃の刃先となってシート材（図示せず）の両側から順次固定刃３の刃先３ａと噛み合って行き、シート材（図示せず）は両側から中央に向かって切断される。この切断動作によって可動刃の刃先は、刃先線のＶ字状の頂部付近を通過して固定刃３の刃先３ａと噛み合うものの、間隙２０を有することによって完全にはオーバーラップせず、シート材（図示せず）の中央部分が切り残されて部分切断される。
その後、駆動ピン１２がさらに右回転して行って回転軌跡の最上点に達する過程において、スライド部材５は復帰方向の最上点まで移動し、同時に、スライド部材５に係止された固定切刃１および可動切刃２は切刃ホルダー４とともに復帰方向の最上点まで移動し、この後に停止することとなる。
【００６２】
上述のように本発明の実施例では、厚さ０．０７ｍｍおよび厚さ０．１５ｍｍのシート材を切断したときに、上述の可動刃駆動機構において、駆動ピンとスライド部材に設けた連結孔とが、および、スライド部材に設けた固定切刃係止部および可動切刃係止部と、固定切刃および可動切刃に設けた各係合部とが、常に接触した状態でガタツキなく動作した。また、切断中に固定切刃および可動切刃は傾くことなく実質的に滑らかな直線運動を行うものとなった。そして、シート材の全幅切断では、切断したシート材の切断縁に千切れや毛羽立ちなどの切痕を生じることなく、切断縁は滑らかな直線状に形成できた。また、シート材の部分切断では、固定切刃と可動切刃の間に形成された間隙によって、可動刃の刃先線に切り欠きを設けることで、切断品位よく部分切断することができた。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施例を示す一例であり、各部品の位置関係を示す分解斜視図である。
【図２】シート材を全幅切断する過程を示す正面図である。
【図３】シート材を部分切断する過程を示す正面図である。
【図４】スライド部材に設けた固定切刃係止部の個所を部分的に示す正面図である。
【図５】固定切刃および可動切刃の切断幅方向に対向する先端部を部分的に示すものであって、互いの先端部の形状の一例を示す正面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１．固定切刃、１ａ．刃先、１ｂ．ピン、１ｃ．ピン（係合部）、２．可動切刃、２ａ．刃先、２ｂ．ピン、２ｃ．ピン（係合部）、３．固定刃、３ａ．刃先、４．切刃ホルダー、４ａ．長孔、４ｂ．孔、４ｃ．孔、４ｄ．長孔、４ｅ．長孔、４ｆ．ダボ、５．スライド部材、５ａ．連結孔、５ｂ．貫通孔（固定切刃係止部）、５ｃ．長孔、５ｄ．貫通孔（可動切刃係止部）、６ａ．シム、６ｂ．シム、７ａ．カラー、８ａ．止め輪、８ｂ．止め輪、８ｃ．止め輪、９．連結ピン、９ａ．ワッシャ、９ｂ．止め輪、１０．フレーム、１０ａ．通紙口、１０ｂ．ガイド、１０ｃ．ガイド、１０ｄ．ガイド、１０ｅ．長孔、１１．ウォームホイール（ロータ）、１２．駆動ピン、１３．歯車、１４．モータ、１４ａ．ウォームギヤ、１５．センサ、１６．ケース、２０．間隙、２０’．接触部、２１．矢印、２２．矢印、２３．矢印、２４．矢印、５１ａ．凹部、５１ｂ．凹部、５１ｃ．峰部、５１ｄ．頂部間距離
【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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