(57)【要約】【課題】  シート材に対する穿孔数の切替機能を備えてなお簡易な構造を有する梃子クランク機構を適用したシート材穿孔装置を提供する。【解決手段】  ダイ孔列と噛み合う複数のパンチを個別に係止する複数の係止部材と、回転運動するクランク部材、一端が揺動可能に支持された梃子部材、梃子部材とクランク部材を連結する連接部材、クランク部材の回転および梃子部材の一端を支持する固定部材を有する梃子クランク機構と、複数の係止部材をダイ孔列に対する近接側あるいは離間側で個別に支持する複数の支持部を有して連接部材に連結し、ダイ孔列方向に沿って往復移動可能としたパンチ切替部材とを有し、パンチ切替部材の一方移動により所定パンチを係止する係止部材を支持部の近接側に移動した後に、クランク部材の回転運動により連接部材を穿孔方向に揺動運動して所定パンチを穿孔移動させるシート材穿孔装置である。【選択図】図１
2009255278.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイ孔列と噛み合ってシート材に穿孔する複数のパンチと、該複数のパンチを個別に係止する複数のパンチ係止部材と、前記複数のパンチのうち所定パンチを穿孔可能に切り替えるパンチ切替機構と、前記所定パンチを穿孔移動する梃子クランク機構とを有し、該梃子クランク機構は、駆動装置に連結され回転運動するクランク部材と、一端が揺動可能に支持された梃子部材と、該梃子部材と前記クランク部材を連結する連接部材と、前記クランク部材の回転軸および前記梃子部材の一端を支持する固定部材とを具備し、前記パンチ切替機構は、前記複数のパンチ係止部材を前記ダイ孔列に対する近接側あるいは離間側で個別に支持する複数の支持部を有して前記連接部材に連結し、前記ダイ孔列方向に沿って往復移動可能としたパンチ切替部材を具備し、該パンチ切替部材の一方移動により前記所定パンチを係止するパンチ係止部材を前記支持部において前記近接側に移動した後に、前記クランク部材の回転運動により前記連接部材を穿孔方向に揺動運動することで前記所定パンチを穿孔移動させることを特徴とするシート材穿孔装置。
【請求項２】
前記パンチ切替部材の一方移動により、前記複数のパンチのうち穿孔不可能とするパンチを係止するパンチ係止部材を前記支持部において前記離間側に移動することを特徴とする請求項１に記載のシート材穿孔装置。
【請求項３】
前記パンチ切替部材の支持部は、穿孔方向に対して傾斜を有する第一支持部と、該第一支持部とは反対傾斜を有する第二支持部とを有することを特徴とする請求項１または２に記載のシート材穿孔装置。
【請求項４】
前記第一支持部の傾斜および前記第二支持部の反対傾斜はいずれも長孔でなることを特徴とする請求項３に記載のシート材穿孔装置。
【請求項５】
前記固定部材は、穿孔方向に対して略直交配置された前記パンチ係止部材の穿孔方向と交差する移動を規制する規制部材を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のシート材穿孔装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、紙、樹脂、食品、木材、金属、セラミックス、あるいはこれらの複合材などを用いてなるシート状の形態を有する各種のシート材に対して穿孔するために使用されるシート材穿孔装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば複写機やその後処理装置などの装置内で、自動的に揃えたシート材に穿孔して冊子を作製するためにシート材穿孔装置を搭載した事務機器などが普及してきた。このようなシート材穿孔装置としては、ダイに有するダイ孔に噛み合わせるパンチを直線的に移動させて穿孔するレシプロ式や、ダイとパンチをともに回転させてダイ孔とパンチを噛み合わせて穿孔するロータリ式といった穿孔機構を有するものが知られている。特に、小型で低コストといった利点を有するレシプロ式のシート材穿孔装置は多用されている。
【０００３】
レシプロ式のシート材穿孔装置としては、例えば特許文献１〜４に提案されるものが知られている。これらに提案されたシート材穿孔装置のうち、パンチの穿孔方向に交差して傾斜するスライド面やスライド溝を備えたカム部材によってパンチを穿孔動作する構成を有する穿孔装置や、あるいはさらに該カム部材を動作する移動部材を備える構成を有する穿孔装置は、前記カム部材や前記移動部材を実質的にシート面に対して平行移動する簡易な構造によってパンチを穿孔方向に移動でき、シート材穿孔装置のコンパクト化や低コスト化のために有効である。
【０００４】
上述したように前記カム部材や前記移動部材を平行移動してパンチを穿孔移動するシート材穿孔装置では、シート面に対する平行方向に伝達された駆動源からの駆動力をパンチの穿孔方向となるシート面に対する垂直方向に変換する必要がある。このため、パンチの穿孔方向に対する交差方向に傾斜する前記スライド面や前記スライド溝を有する駆動力変換手段が採用されている。しかしながら、このような駆動力変換手段では、駆動力の作用方向の変換過程における損失が大きく、これを補償するために駆動力損失を考慮した大型の駆動源を設けることとなった。このように大型の駆動源を有することとなり、シート材穿孔装置のコンパクト化や低コスト化は大きく阻害された。
【０００５】
本発明者は、上述した課題に鑑み、パンチを穿孔移動させる機械的機構に梃子クランク機構を適用し、該梃子クランク機構を構成する連接部材にパンチを係止させ、該連接部材をパンチの穿孔方向に揺動運動させることでパンチを穿孔移動させる駆動力変換手段を採用したシート材穿孔装置を提案した（特願２００８−８７５２８号）。これにより、簡易な構成によって駆動力の作用方向の変換による損失の低減が可能となり、それ故に駆動源の小型化を可能としたので、シート材穿孔装置のコンパクト化や省エネルギー化さらには低コスト化に貢献することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−９７９１号公報
【特許文献２】特開２００１−１９８８８９号公報
【特許文献３】特開２００１−１７１９００号公報
【特許文献４】特開２００２−３３７０９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここにきて、上述の発明者が提案した梃子クランク機構を適用したシート材穿孔装置に対し、シート材への穿孔数の切替機能を備えることを所望された。加えて、該切替機能を有してなお、シート材穿孔装置に対するコンパクト化や省エネルギー化さらには低コスト化が強く所望された。ここでいう穿孔数の切替機能とは、例えば、穿孔数が３個の穿孔（以下、３孔穿孔という）と２個の穿孔（以下、２孔穿孔という）とを切り替えてシート材に対して穿孔できる機能であり、また例えば、穿孔数が４個の穿孔（以下、４孔穿孔という）と２孔穿孔とを切り替えてシート材に対して穿孔できる機能を意図する。
【０００８】
本発明の目的は、梃子クランク機構を適用してパンチを穿孔移動させるシート材穿孔装置において、シート材に対する穿孔数の切替機能を備えた簡易な構造を有してなるシート材穿孔装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものである。
すなわち本発明は、ダイ孔列と噛み合ってシート材に穿孔する複数のパンチと、該複数のパンチを個別に係止する複数のパンチ係止部材と、前記複数のパンチのうち所定パンチを穿孔可能に切り替えるパンチ切替機構と、前記所定パンチを穿孔移動する梃子クランク機構とを有し、該梃子クランク機構は、駆動装置に連結され回転運動するクランク部材と、一端が揺動可能に支持された梃子部材と、該梃子部材と前記クランク部材を連結する連接部材と、前記クランク部材の回転軸および前記梃子部材の一端を支持する固定部材とを具備し、前記パンチ切替機構は、前記複数のパンチ係止部材を前記ダイ孔列に対する近接側あるいは離間側で個別に支持する複数の支持部を有して前記連接部材に連結し、前記ダイ孔列方向に沿って往復移動可能としたパンチ切替部材を具備し、該パンチ切替部材の一方移動により前記所定パンチを係止するパンチ係止部材を前記支持部において前記近接側に移動した後に、前記クランク部材の回転運動により前記連接部材を穿孔方向に揺動運動することで前記所定パンチを穿孔移動させる、シート材穿孔装置である。
【００１０】
本発明においては、前記パンチ切替部材の一方移動により、前記複数のパンチのうち穿孔不可能とするパンチを係止するパンチ係止部材を前記支持部において前記離間側に移動することが望ましい。
【００１１】
また、本発明においては、前記パンチ切替部材の支持部は、穿孔方向に対して傾斜を有する第一支持部と、該第一支持部とは反対傾斜を有する第二支持部とを有することが望ましい。
【００１２】
また、本発明においては、前記第一支持部の傾斜および前記第二支持部の反対傾斜はいずれも長孔でなることが望ましい。
【００１３】
また、本発明においては、前記固定部材は、穿孔方向に対して略直交配置された前記パンチ係止部材の穿孔方向と交差する移動を規制する規制部材を有することが望ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のシート材穿孔装置は、簡易な機械的構成により具備する複数のパンチのうち所定パンチを穿孔可能に切り替えることができるので、シート材に対する穿孔数を、例えば３孔から２孔に切り替えたり、その逆に切り替えたり、また、４孔から２孔に切り替えたり、その逆に切り替えたりといったことが可能となる。また、穿孔数の切替を簡易な構成で実現したことに加え、パンチの穿孔移動に簡易な構成でなる梃子クランク機構を適用したことにより駆動力の変換損失を低減でき、シート材穿孔装置のコンパクト化や省エネルギー化さらには低コスト化に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一例となるシート材穿孔装置であって、図２に示す２孔穿孔から３孔穿孔に切り替えた穿孔前の待機状態を示す構成図である。
【図２】図１に示す３孔穿孔から２孔穿孔に切り替えた穿孔前の待機状態を示す構成図である。
【図３】図１に示すシート材穿孔装置の側面を示す構成図である。
【図４】図３中に示す線分Ｑ−Ｑに対応する位置において、図１に示す３孔穿孔の待機状態からパンチ２ａが穿孔移動されて下死点に到達した状態を示す断面を含む構成図である。
【図５】図３中に示す線分Ｑ−Ｑに対応する位置において、図２に示す２孔穿孔の待機状態から穿孔動作によりパンチ２ａが穿孔方向に移動して下死点に到達した状態を示す断面を含む構成図である。
【図６】図１に示すシート材穿孔装置によるシート材への一連の穿孔動作過程をシート材の通紙方向から示す構成図である。
【図７】パンチ切替部材をダイ孔列方向に往復移動する手段の一例の要部の概略構成を示す構成図である。
【図８】図４および図５に示す構成とは別例となるパンチ切替機構の要部の概略構成を図４の記載に対応して示す断面を含む構成図である。
【図９】図８に示すパンチ切替機構の要部の概略構成を図５の記載に対応して示す断面を含む構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明のシート材穿孔装置は、基本構成として、ダイ孔列と噛み合ってシート材に穿孔する複数のパンチと、該複数のパンチを個別に係止する複数のパンチ係止部材と、前記複数のパンチを直線的に穿孔方向に移動する機械的機構とを有する、いわゆるレシプロ式のシート材穿孔装置である。そして、本発明においては、パンチを直線的に穿孔方向に移動する機械的機構としては後述する梃子クランク機構を適用している。従って、従来のレシプロ式のシート材穿孔装置が有する作用効果、例えば小型で低コストといった利点を有することができる。
よって、本発明のシート材穿孔装置は、複写用紙等を使用する複写機やその後処理装置などの事務機器への搭載が好適である。この他、本発明においては、穿孔対象を紙に限るものではなく、例えば、樹脂、食品、木材、金属、セラミックス、あるいはこれらの複合材等でなるシート状の形態を有する各種のシート材を穿孔対象とする用途にも、本発明のシート材穿孔装置は適用可能である。
【００１７】
本発明のシート材穿孔装置における重要な特徴は、梃子クランク機構を適用してパンチを穿孔移動させるシート材穿孔装置において、具備する複数のパンチのうち所定パンチを穿孔可能に切り替えることが可能なパンチ切替機構を簡易な機械的機構によって実現したことにある。具体的には、ダイ孔列と噛み合ってシート材に穿孔する前記複数のパンチを個別に係止する複数のパンチ係止部材を設けた上で、本発明においては、前記複数のパンチ係止部材を前記ダイ孔列に対する近接側あるいは離間側で個別に支持する複数の支持部を有して前記梃子クランク機構をなす連接部材に連結し、前記ダイ孔列方向に沿って往復移動可能としたパンチ切替部材を具備するパンチ切替機構とする。そして、該パンチ切替部材の一方移動により前記所定パンチを係止するパンチ係止部材を前記支持部において前記近接側に移動した後に、前記梃子クランク機構により前記所定パンチを穿孔移動させる。本発明においてダイ孔列方向は実質的にシート材の幅方向に相当する。
【００１８】
本発明において、上述したパンチ切替機構に有するパンチ切替部材は、例えば、概ねダイ列がなすダイ孔列方向に沿う図１に示すセレクタ２１ような外観形状を有してなる部材とすることができる。また例えば、揺動支点を有し、ダイ孔列方向に沿う面と概ね平行となる平面内において揺動運動する図８に示す振り子５４ような外観形状を有してセレクタ５３との組み合わせによって機能する組み部材であってもよい。本発明でいうパンチ切替部材の一方移動とは、ダイ孔列方向に沿って往復移動可能とした該パンチ切替部材を、ダイ孔列方向の一方側に向かって移動する動作を意図する。例えば、概ねダイ孔列方向に沿う上述した外観形状を有してなるパンチ切替部材であれば、概ねダイ孔列方向の一方側に向かって移動する該パンチ切替部材の直線運動に相当する。また例えば、揺動支点を有して揺動運動する上述した外観形状を有してなるパンチ切替部材であれば、概ねダイ孔列方向の一方側に向かって始動するパンチ切替部材の揺動運動または回転運動に相当する。また、パンチ切替部材の他方移動という場合は、上述した一方移動とは逆方向への移動を意図する。
【００１９】
上述した本発明におけるパンチ切替機構を適用することにより、具備する複数のパンチのうち穿孔可能としたい前記所定パンチを、穿孔不可能としたい他パンチよりも、穿孔方向においてダイ孔列に近接することができる。これにより、前記所定パンチの穿孔移動量が穿孔方向における近接量分だけ穿孔不可能としたい前記他パンチよりも短縮されるため、この後に、梃子クランク機構を駆動してパンチを穿孔方向に移動した際に、前記所定パンチは前記他パンチよりも先行してシート材に達して前記ダイ孔列と噛み合うことができる。それ故に、前記近接量分によって生じた前記所定パンチと前記他パンチとの穿孔移動量の差分を利用し、各パンチの穿孔移動量を前記差分の範囲で予め調整しておくことにより、シート材に対して前記所定パンチは穿孔することができ、一方、前記他パンチは穿孔することができないようにすることができる。
【００２０】
例えば、従来、５個のパンチを具備して２孔穿孔と３孔穿孔との切替機能を有するシート材穿孔装置が知られており、具備する５個のパンチはシート材に対して２孔穿孔するための２孔穿孔用パンチと３孔穿孔するための３孔穿孔用パンチとに区分されている。該シート材穿孔装置に対して本発明の構成を適用するにおいては、パンチ切替機構により２孔穿孔に切り替えた場合に、穿孔方向において２孔穿孔用パンチを３孔穿孔用パンチよりもダイ孔列に対して近接させた近接量分の範囲内で、梃子クランク機構によりパンチを穿孔方向に移動した際に２孔穿孔用パンチがダイ孔列と噛み合うように、一方、３孔穿孔用パンチがシート材に達しないように、各パンチの穿孔移動量を予め調整する。そして、この調整を行ってさらに、３孔穿孔に切り替えた場合に、穿孔方向において３孔穿孔用パンチを２孔穿孔用パンチよりもダイ孔列に対して近接させた近接量分の範囲内で、３孔穿孔用パンチがダイ孔列と噛み合うように、一方、２孔穿孔用パンチがシート材に達しないように、各パンチの穿孔移動量を予め調整するのである。
【００２１】
また例えば、従来、４個のパンチを具備して２孔穿孔と４孔穿孔との切替機能を有するシート材穿孔装置も知られており、具備する４個のパンチはシート材に対して２孔穿孔するための２孔穿孔用パンチと４孔穿孔するための４孔穿孔用パンチとに区分されている。該シート材穿孔装置の場合は、シート材に対する穿孔位置との関係において、２個の２孔穿孔用パンチはシート材幅方向の中央部に配置され、その両側に配置される２個のパンチは４孔穿孔専用のパンチとして使用されることが専らである。つまり、４孔穿孔用パンチのうちの２個を２孔穿孔用パンチと兼用する構成を有する。該シート材穿孔装置に対して本発明の構成を適用するにおいては、パンチ切替機構により２孔穿孔に切り替えた場合に、穿孔方向において２孔穿孔用パンチを４孔穿孔専用のパンチよりもダイ孔列に対して近接させた近接量分の範囲内で、梃子クランク機構によりパンチを穿孔方向に移動した際に２孔穿孔用パンチがダイ孔列と噛み合うように、一方、４孔穿孔専用のパンチがシート材に達しないように、各パンチの穿孔移動量を予め調整する。そして、この調整を行ってさらに、４孔穿孔に切り替えた場合に、すべてのパンチがダイ孔と噛み合うように各パンチの穿孔移動量を予め調整するのである。
【００２２】
本発明においては、穿孔可能としたい所定パンチを係止するパンチ係止部材を、パンチ切替部材に有する支持部において、上述したようにパンチ切替部材の一方移動により近接側に移動して支持することにより、所定パンチの穿孔移動量を近接量分だけ短縮して穿孔可能とする。このとき、本発明においては、前記パンチ切替部材の一方移動により、同時に、具備する複数のパンチのうち穿孔不可能としたいパンチを係止するパンチ係止部材を、パンチ切替部材に有する支持部において離間側に移動することが望ましい。これにより、穿孔不可能としたいパンチの穿孔移動量を離間量分だけ延長することができる。その結果、穿孔可能としたい前記所定パンチと穿孔不可能としたい前記パンチの穿孔移動量の差分は前記近接量分に前記離間量分を加えたものとなって増大するため、上述した各パンチの穿孔移動量の調整がさらに容易となる。
【００２３】
また、上述したパンチ係止部材の支持部における近接側あるいは離間側への支持位置の移動を行うための手段としては、パンチ切替部材に有する支持部を区分し、例えば、穿孔方向に対して傾斜を有する第一支持部と、該第一支持部とは反対傾斜を有する第二支持部とを有することが望ましい。そして、穿孔可能としたい所定パンチを係止するパンチ係止部材を前記第一支持部で支持し、一方、穿孔不可能としたいパンチを係止するパンチ係止部材を前記第二支持部で支持するのである。前記第一支持部と前記第二支持部とは互いに逆方向となる傾斜を有する構成としているため、パンチ切替部材の一方移動により、前記第一支持部で支持したパンチ係止部材が前記第一支持部に有する傾斜によってダイ孔列に対して近接側に移動することができ、同時に、前記第二支持部で支持したパンチ係止部材を前記第二支持部に有する反対傾斜によってダイ孔列に対して離間側に移動することができる。これにより、穿孔可能としたい前記所定パンチと穿孔不可能としたい前記パンチの穿孔移動量を増大させて、具備する各パンチのシート材に対する穿孔の可能または不可能をより確実に切り替えることができる。
【００２４】
また、上述した前記第一支持部の傾斜および前記第二支持部の反対傾斜はいずれも長孔でなることが望ましく、各支持部に好適な形状の傾斜を形成することが容易となるばかりか、各支持部を構成するために要する部品数を低減できるため装置のコンパクト化に有効である。また、機械加工などによってパンチ切替部材に長孔を穿つために高度な技術を要するものではなく、装置の製造コスト低減にも有効である。
【００２５】
上述したようにパンチ切替機構は本発明においては重要である。これに加えて、本発明においては、パンチを穿孔移動させる機械的機構として梃子クランク機構を適用することにより、パンチを穿孔移動させるための機械的機構を簡潔な構成で実現し、シート材に対して穿孔動作を行うパンチに伝達する駆動力の損失を最小限に抑制したことも、また重要な特徴となる。本発明においては、梃子クランク機構をなす連接部材に対して上述したパンチ切替機構を連結することにより、梃子クランク機構をなすクランク部材の回転運動により前記連接部材をパンチの穿孔方向に揺動運動させることで、パンチ切替機構に有するパンチ切替部材を介してパンチを穿孔移動させる構成としている。
【００２６】
本発明における梃子クランク機構は、駆動装置に連結され回転運動するクランク部材と、一端が揺動可能に支持された梃子部材と、該梃子部材と前記クランク部材を連結する連接部材と、前記クランク部材の回転軸および前記梃子部材の前記一端を支持する固定部材とを具備する。そして、梃子クランク機構をなす前記連接部材に対し、上述したようにパンチ切替機構においてパンチを係止するパンチ係止部材を支持するパンチ切替部材を連結する。この構成により、駆動装置を駆動してクランク部材を回転運動することにより、該クランク部材に連結する連接部材を穿孔方向に揺動運動させることができ、該連接部材が揺動運動することで該連接部材に連結されたパンチ切替部材を同様に揺動運動することができるため、パンチ切替部材に対してパンチ係止部材を介して連結するパンチを穿孔方向に移動することができる。このとき、パンチ切替機構によりシート材に対して穿孔可能に切り替えられた所定パンチが穿孔を目的として穿孔移動されるため、該所定パンチによってシート材に穿孔することができる。
【００２７】
本発明においていうパンチの穿孔方向とは、シート材のシート面との直行方向であって、梃子クランク機構において固定リンクとなる前記固定部材のシート材載置面に対して実質的に直行する方向に対応する。よって、連接部材に対し、パンチ切替機構に有するパンチ切替部材を介してパンチを連結しておくことにより、駆動力の作用方向を変換することなくパンチを穿孔方向に直接的に穿孔方向に移動することができる。
【００２８】
また、本発明においては、梃子クランク機構によりパンチを穿孔方向に移動し、シート材に対して穿孔可能とした所定パンチを穿孔動作させる。このとき、パンチの穿孔動作はパンチ切替機構を介して梃子クランク機構によって行うものの、梃子クランク機構側から穿孔パンチに伝達される駆動力はパンチ切替機構自体の駆動には費やされることがない。それ故に、駆動力の伝達に係る損失は、本発明の構成を有するパンチ切替機構を付加したとしても該パンチ切替機構の連結に係る極僅かな損失分はあるものの最小限に抑えることができて、パンチを連接部材によって直接的に穿孔方向に駆動する場合に比べて実質的にほとんど変わらない作用効果を得ることができる。
【００２９】
よって、上述した本発明の構成によれば、パンチ切替機構を有するものの、駆動源からパンチに伝達される駆動力の作用方向の変換は実質的に最小限に抑えることができ、これにより駆動力の損失が低減され、さらには駆動力の損失分の低減により駆動源の小型化が可能となって駆動機構部に加わる負荷を低減することができる。よって、上述した本発明の構成は、具備する複数のパンチが所望に応じて区分し、シート材に対する穿孔数を例えば２孔と３孔、２孔と４孔などのように切り替えるためのパンチ切替機構を具備するシート材穿孔装置において、上述した作用効果を十分に発揮することができる。
【００３０】
ここで、本発明における梃子クランク機構につき、さらに詳述しておく。
梃子クランク機構とは、一般に四つのリンクを有し、全ての前記リンクが回り対偶によって連鎖をなす四節回転連鎖に属する機械的機構であって、前記リンクの中で長さが最小のリンクと対偶をなすリンクを固定した機械的機構をいう。つまり、該梃子クランク機構とは、回り対偶によって連鎖をなす４つのリンクのうち、１つは運動できない固定リンクであり、最小長さのリンクを含む３つのリンクが運動可能に構成されてなる機械的機構をいう。また、一般に、回転運動するリンクをクランク、揺動運動するリンクを梃子、該梃子と前記クランクとを連結するリンクを連接棒という。そして、前記クランクが最小長さのリンクとなる。また、上述の対偶とは、隣り合ったリンクが互いに接して運動する構成において、互いに接する接触部分の組み合わせ部をいう。
本発明においては、上述のクランクが前記クランク部材に、梃子が前記梃子部材に、連接棒が前記連接部材に、および固定リンクが前記固定部材に対応する。
【００３１】
本発明においては、梃子クランク機構をなす連接部材に長孔を設け、該長孔によってパンチ切替機構をなすパンチ切替部材を連結することが望ましく、長孔を穿つだけの簡易な構成でパンチ切替機構と梃子クランク機構とを連結することができる。
また、連接部材に設ける前記長孔は、前記長孔におけるクランク部材の側がよりダイ孔列から離間するように傾斜を有して設けることが望ましい。このように前記長孔に傾斜を設けることにより、連接部材の揺動運動の所定ストロークの中にあっても、傾斜を設けた分だけパンチ切替部材を介して連結するパンチの穿孔方向の移動ストロークを短縮することができる。
【００３２】
また、本発明においては、梃子クランク機構をなす前記固定部材は、穿孔方向に対して略直交配置されたパンチ係止部材の穿孔方向と交差する移動を規制する規制部材を有することが望ましい。本発明の構成を有するシート材穿孔装置において、梃子クランク機構による穿孔動作時には連接部材の揺動運動によってモーメントを生じることがある。また、パンチ切替機構によるパンチ切替動作時にはパンチ切替部材の移動動作によってモーメントを生じることがある。いずれにおいてもモーメントを生じた場合には、パンチ係止部材を穿孔方向と交差するように移動しようとするモーメント荷重が作用することとなる。このため、パンチと該パンチを穿孔方向に案内するためのパンチ案内部との相対位置関係で決まる互いの接触長さによっては、パンチ係止部材を介し、パンチを穿孔方向に対して交差する方向に倒すようにモーメント荷重が作用することがある。これによってパンチに倒れを生じてしまうと、パンチとパンチ案内部との間の摺動性を損ねたり、パンチとダイ孔との適正な噛み合いを損ねてしまうことがある。よって、固定部材に対し、パンチを係止するパンチ係止部材の穿孔方向と交差する移動を規制する規制部材を設け、パンチ係止部材を介してのパンチの倒れを防止し、パンチとパンチ案内部およびダイ孔との適正な位置関係を保持することが望ましい。
【００３３】
以下、本発明につき、シート材に対する穿孔数を２孔と３孔に切り替えることが可能なパンチ切替機構を具備する本発明の一例となるシート材穿孔装置を挙げて、図を用いて詳述する。
図１は、本発明の一例となるシート材穿孔装置１（以下、穿孔装置１という）であって、パンチ切替部材に対応するセレクタ２１をダイ孔列方向への一方移動により２穴穿孔から３孔穿孔に切り替えたときの待機状態の概略構成を、シート材（図示せず）の通紙方向から示す構成図である。図２は、図１に示す待機状態から、セレクタ２１をダイ孔列方向への他方移動により２孔穿孔に切り替えたときの待機状態の概略構成を、シート材（図示せず）の通紙方向から示す構成図である。図３は、図１に示す穿孔装置１を側面から示す構成図である。図４は、図３中に示す線分Ｑ−Ｑに対応する位置において、パンチ２ａ、２ｃ、２ｅによる３孔穿孔を行った際に、穿孔移動されたパンチ２ａが穿孔方向に移動して下死点に到達した状態を示す構成図である。図５は、図３中に示す線分Ｑ−Ｑに対応する位置において、パンチ２ｂ、２ｄによる２孔穿孔を行った際に、穿孔不可能としたパンチ２ａが梃子クランク機構により穿孔方向に移動されて下死点に到達した状態を示す構成図である。
【００３４】
穿孔装置１は、図１および図２に示すように、５個のダイ孔３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ（以下、ダイ孔３ａ〜３ｅともいう）でなるダイ孔列を有するダイフレーム２０と、該ダイフレーム２０と噛み合うことでシート材に穿孔する５個のパンチ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ（以下、パンチ２ａ〜２ｅともいう）を具備する。また、穿孔装置１は、パンチ２ａ〜２ｅを穿孔移動させる梃子クランク機構を具備し、パンチ２ａ〜２ｅと梃子クランク機構との間にはそれぞれに対して連結するパンチ切替機構を具備する。
【００３５】
また、穿孔装置１に具備する５個のパンチ２ａ〜２ｅは、パンチ係合部材に対応する５本の係止ピン１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅ（以下、係止ピン１８ａ〜１８ｅともいう）によって係止され、３孔穿孔に用いるパンチ２ａ、２ｃ、２ｅ（以下、３孔用パンチという）と２孔穿孔に用いるパンチ２ｂ、２ｄ（以下、２孔用パンチという）に区分される。なお、パンチ２ａ〜２ｅおよびダイ孔３ａ〜３ｅは互いに噛み合うことでシート材に穿孔できる構成であればよく、形状寸法や材質などは用途や目的に応じて適宜選択することができる。
【００３６】
穿孔装置１において、梃子クランク機構は、回転軸１２と駆動ピン１３を有してクランク部材に対応するギヤ４と、梃子部材に対応する揺動アーム５と、連接部材に対応する連接アーム６と、ダイフレーム２０と一体になしたフレーム７およびブラケット８からなる固定リンクに対応する固定部材とを有し、これら部材を繋ぐピン１４およびピン１５によって構成される。そして、連接アーム６に対して、パンチ切替機構を介してパンチ２ａ〜２ｅが連結される。
【００３７】
上述した梃子クランク機構において、クランク部材に対応するギヤ４を回転運動させるための駆動装置は、図３に示すように、モータ９と、該モータ９の回転軸に装着したピニオンギヤ１０と、該ピニオンギヤ１０に連結する中間ギヤ１１を有してなり、該中間ギヤ１１をギヤ４に連結している。そして、駆動装置に連結されたギヤ４は、固定部材をなすブラケット８で支持した回転軸１２から所定の間隔位置に駆動ピン１３を有している。そして、該駆動ピン１３を所定の回転半径で回転軌跡を描いて回転運動させることにより、ギヤ４は梃子クランク機構におけるクランクとしての機能を有することができる。また、駆動ピン１３と回転軸１２との距離がクランクの長さに対応する。なお、クランク部材に対応するギヤ４において、上述のブラケット８に限らず、固定部材に対応するいずれかによってギヤ４の回転軸１２の支持を行えばよい。
【００３８】
上述した梃子部材に対応する揺動アーム５は、一端がピン１４で固定部材をなすフレーム７に連結して支持されている。これにより、揺動アーム５は、ピン１４で支持された個所を揺動支点として揺動可能となって、梃子クランク機構における梃子部材としての機能を有することができる。また、ピン１４は、揺動支点としての機能を有すればよく、例えば軸受などの部材を使用できる。なお、梃子部材に対応する揺動アーム５において、上述のフレーム７に限らず、固定部材に対応するいずれかの部材によって揺動アーム５の前記一端の支持を行えばよい。
【００３９】
上述した連接部材に対応する連接アーム６は、ダイ孔列方向に沿うように配置され、上述の揺動アーム５に対してはピン１５で連結され、かつ、上述のギヤ４に対しては駆動ピン１３で連結されている。これにより、連接アーム６は、クランク部材に対応するギヤ４の駆動ピン１３と梃子部材に対応する揺動アーム５とを連結し、駆動ピン１３およびピン１５の個所を揺動支点として揺動可能となって、梃子クランク機構における連接部材としての機能を有することができる。なお、ピン１５は、揺動支点としての機能を有すればよく、例えば軸受などの部材を使用できる。
【００４０】
また、梃子クランク機構における固定リンクとしての機能は、穿孔装置１においてはシート材Ｓのシート面に対向配置されたフレーム７と該フレーム７と一体化したブラケット８からなる構造体によって得ることができる。また、一体化したフレーム７やブラケット８に対して一体化するように取り付けたダイフレーム２０もまた、穿孔装置１においては固定リンクとしての機能を有することができる。上述したように穿孔装置１において固定部材は、シート材Ｓのシート面に対して実質的に対向配置して互いに固定したフレーム７およびダイフレーム２０と、これに対して固定したダイフレーム２０とで構成した。
【００４１】
上述のフレーム７には、パンチ２ａ〜２ｅの穿孔移動を案内する案内部１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ（以下、パンチ案内部１６ａ〜１６ｅともいう）を設けている。また、フレーム７には、上述したように揺動アーム５の一端を揺動可能に支持するピン１４を設け、該ピン１４により梃子部材支持部としての機能を持たせた。また、上述のブラケット８においては、上述したようにクランク部材であるギヤ４の回転軸１２を回転可能に支持し、該回転軸１２によりクランク部材支持部としての機能を持たせた。
【００４２】
上述した構成により、ギヤ４、駆動ピン１３、連接アーム６、ピン１５、揺動アーム５の間を連結できてギヤ４、連接アーム６、揺動アーム５を動作可能にでき、かつ、上述した梃子クランク機構の固定リンクの如くに回転軸１２とピン１４との間をブラケット８およびフレーム７とで固定することができる。なお、梃子クランク機構においては、ピン１４が梃子の対偶に対応し、回転軸１２がクランクの対偶に対応し、回転軸１２とピン１４の間の距離が固定リンクの長さに対応する。なお、梃子クランク機構においては、駆動ピン１３と回転軸１２の間の距離すなわちクランクの長さをＡとし、駆動ピン１３とピン１５の間の距離すなわち連接棒の長さをＢとし、ピン１４とピン１５の間の距離すなわち梃子の長さをＣとし、回転軸１２とピン１４の間の距離すなわち固定リンクの長さをＤとするとき、式：（Ａ＋Ｂ）＜（Ｃ＋Ｄ）が成立するように各部材が配置されている。
【００４３】
また、梃子クランク機構を構成するにおいて、駆動ピン１３と回転軸１２の間の距離Ａと、ピン１４とピン１５の間の距離Ｃとは、駆動ピン１３を有してクランク部材に対応するギヤ４が回転可能となるようにＣ＞Ａの関係が成立するように設定することにより、梃子クランク機構の動作の安定化を図ることができる。
【００４４】
穿孔装置１において、パンチ切替機構は、パンチ２ａ〜２ｅを係止する係止ピン１８ａ〜１８ｅを支持するための支持部となる５個所の傾斜孔１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅ（以下、傾斜孔１７ａ〜１７ｅともいう）を有し、梃子クランク機構をなす連接アーム６に連結する切替部材となるセレクタ２１を有する構成でなる。そして、セレクタ２１は、ダイ孔３ａ〜３ｅでなるダイ孔列方向に沿うように往復移動可能とし、これによりセレクタ２１をダイ孔列方向に沿うように一方移動あるいは他方移動することができる。
【００４５】
上述したセレクタ２１は、該セレクタ２１と同様にダイ孔列方向に沿うように配置された梃子クランク機構をなす連接アーム６に対し、セレクタ２１の両端側に設けた二つの長孔２３ａ、２３ｂと該長孔２３ａ、２３ｂに対応して連接アーム６に設けた二つの長孔３２ａ、３２ｂとを連通する連結ピン２２ａ、２２ｂによって連結される。また、セレクタ２１は、セレクタ２１の一方側に設けた長孔２４と連結ピン２５によって駆動レバー２８の一端に連結している。
【００４６】
セレクタ２１に連結する駆動レバー２８は、駆動ピン３０により駆動レバー２８の他端に穿孔方向に略直交して設けた長孔３１で切替駆動ギヤ２９に連結する。また、該駆動レバー２８と前記長孔３１内で穿孔方向と略直交して移動できるように係合する駆動ピン３０を、切替駆動ギヤ２９の回転軸から所定の間隔位置に設け、切替駆動ギヤ２９を回転することにより駆動ピン３０が所定の回転半径で回転軌跡を描いて回転運動できるようにしている。また、駆動レバー２８はフレーム７に設けたガイド孔２６に連通するレバーガイド２７を有しており、これによりダイ孔列方向に駆動レバー２８を案内することができる。
【００４７】
また、穿孔装置１において駆動源となるモータ９は、ピニオンギヤ１０を介して中間ギヤ１１に連結している。そして、モータ９に連結された中間ギヤ１１は、梃子クランク機構をなすギヤ４とパンチ切替機構に係る切替駆動ギヤ２９の双方に連結している。また、ギヤ４および切替駆動ギヤ２９は、それぞれの内部に一方向クラッチ（図示せず）を有している。そして、該一方向クラッチの機能により、梃子クランク機構をなすギヤ４は図１および図２において矢印１９で示す方向に限って回転可能となり、一方、切替駆動ギヤ２９は矢印４２で示す方向に限って回転可能となる。ここでいう一方向クラッチとは、駆動力を一方回転に限って伝達することができる機械的機構を有してなるものである。すなわち、穿孔装置１においてはモータ９のみによって、梃子クランク機構とパンチ切替機構の双方を選択的に駆動することができる。
【００４８】
上述した構成において、ギヤ４に限って回転するようにモータ９を駆動することにより、梃子クランク機構を穿孔動作することができる。一方、切替駆動ギヤ２９に限って回転するようにモータ９を駆動することにより、パンチ切替機構に有するセレクタ２１をダイ孔列方向に沿うように往復移動することができ、切替駆動ギヤ２９の回転停止位置との関係においてセレクタ２１を矢印４０もしくは矢印４１で示す方向に係留できる。
【００４９】
なお、本発明において、上述したパンチ切替部材の往復移動手段は、コストパフォーマンスやコンパクト性など所望する条件に合わせて適宜選択すればよい。例えば、上述したように一方向クラッチなどを使用して電動力や空気力などによって動作する構成とすることができる。また例えば、セレクタ２１を一方移動および他方移動するための手段の一例として図７に示すように、切替駆動ギヤ２９を設けず、故にギヤ４に一方向クラッチを設けず、切替レバー２８’を手動により矢印４０もしくは矢印４１で示す方向に移動する構成とすることもできる。
【００５０】
上述したセレクタ２１において、３孔用パンチと２孔用パンチに対応させるために、パンチ２ａ〜２ｅを係止する係止ピン１８ａ〜１８ｅを支持する支持部となる５個の傾斜孔１７ａ〜１７ｅを便宜上区分し、傾斜孔１７ａ、１７ｃ、１７ｄを第一支持部とし、傾斜孔１７ｂ、１７ｄを第二支持部としている。そして、第一支持部に有する傾斜と第二支持部に有する傾斜が互いに逆方向となるようにそれぞれの傾斜を形成している。図１において、第一支持部とした傾斜孔１７ａ、１７ｃ、１７ｅは穿孔方向に対して右上方から左下方に向かって傾斜を有する長孔でなり、一方、第二支持部とした傾斜孔１７ｂ、１７ｄは左上方から右下方に向かって前記第一支持部とは反対傾斜を有する長孔でなる。なお、本発明において前記第一支持部や前記第二支持部は、上述した傾斜孔１７ａ〜１７ｅのような長孔によってなる傾斜に限らず、例えば有低溝や、板材や棒材などで案内するようになした傾斜であってもよい。
【００５１】
上述したパンチ切替機構を適用することにより、穿孔装置１においてはセレクタ２１を図１に示すようにダイ孔列方向の右方側に一方移動する過程で、３孔用パンチを係止する係止ピン１８ａ、１８ｃ、１８ｅをセレクタ２１に有する傾斜孔１７ａ、１７ｃ、１７ｅにおいて下方側に押し下げてダイ孔列に対する近接側に移動し、これにより入込部４３において係留して支持することができる。同時に、２孔用パンチを係止する係止ピン１８ｂ、１８ｄをセレクタ２１に有する傾斜孔１７ｂ、１７ｄにおいて上方側に押し上げてダイ孔列に対する離間側に移動し、これにより入込部４４において係留して支持することができる。上述した動作により、係止ピン１８ａ、１８ｃ、１８ｅに係止された３孔用パンチはダイ孔３ａ、３ｃ、３ｅに近接され、同時に、係止ピン１８ｂ、１８ｄに係止された２孔用パンチはダイ孔３ｂ、３ｄから離間され、３孔用パンチと２孔用パンチの互いの穿孔移動量に差分を生じさせることができる。
【００５２】
上述したパンチ切替動作と同様に、セレクタ２１を図２に示すようにダイ孔列方向の左方側に他方移動する過程で、２孔用パンチを係止する係止ピン１８ｂ、１８ｄを傾斜孔１７ｂ、１７ｄにおいて下方側に押し下げ、同時に、３孔用パンチを係止する係止ピン１８ａ、１８ｃ、１８ｅを傾斜孔１７ａ、１７ｃ、１７ｅにおいて上方側に押し上げることにより、２孔用パンチをダイ孔３ｂ、３ｄに近接し、３孔用パンチをダイ孔３ａ、３ｃ、３ｅから離間することができ、２孔用パンチと３孔用パンチの穿孔移動量に差分を生じさせることができる。
なお、上述した傾斜孔１７ａ〜１７ｅに有する入込部４３、４４は、シート材に対してセレクタ２１が略平行に位置したとき、同様に略平行の状態となるように設定して形成している。
【００５３】
次に、上述した穿孔装置１に具備したパンチ切替機構によるパンチの切替動作につき、図１〜図５を参照しながら説明する。最初に、穿孔装置１における３孔穿孔から２孔穿孔への切替動作について説明する。
図１に示す３孔穿孔に切り替えて待機状態にある穿孔装置１において、モータ９を駆動し、切替駆動ギヤ２９をピニオンギヤ１０および中間ギヤ１１を介して矢印４２で示す方向に回転させると、切替駆動ギヤ２９と連結する駆動レバー２８が回転運動する駆動ピン３０によって押されて矢印４０で示す方向に移動し、駆動レバー２８と連結するセレクタ２１が連結ピン２５によってさらに押されて矢印４０で示す方向に移動される。
【００５４】
セレクタ２１が矢印４０で示すダイ孔列方向の一方側に移動される過程で、２孔穿孔に用いる２孔用パンチ（パンチ２ｂ、２ｄ）を係止する係止ピン１８ｂ、１８ｄは、これを支持するセレクタ２１に有する傾斜孔１７ｂ、１７ｄにおいて、その傾斜によりダイフレーム２０に設けたダイ孔３ｂ、３ｄに対して近接側に移動される。一方、同時に、３孔穿孔に用いる３孔用パンチ（パンチ２ａ、２ｃ、２ｅ）を係止する係止ピン１８ａ、１８ｃ、１８ｅは、これを支持するセレクタ２１に有する傾斜孔１７ａ、１７ｃ、１７ｅにおいて、その傾斜によりダイフレーム２０に設けたダイ孔３ａ、３ｃ、３ｅに対して離間側に移動される。そして、切替駆動ギヤ２９が概ね１８０度回転した位置で停止したとき、係止ピン１８ｂ、１８ｄは傾斜孔１７ｂ、１７ｄにおいて近接側入込部（パンチ２ａにおける入込部４３相当個所）で係留されて支持され、一方、係止ピン１８ａ、１８ｃ、１８ｅは傾斜孔１７ａ、１７ｃ、１７ｅにおいて離間側入込部（パンチ２ａにおける入込部４４相当個所）で係留されて支持される。
【００５５】
この状態となった穿孔装置１は、２孔用パンチはシート材に対して穿孔可能な状態となり、３孔用パンチは穿孔不可能な状態となり、これにより３孔穿孔から２孔穿孔への切替動作が終了し、図２に示す２孔穿孔における待機状態とすることができる。
なお、上述した一連の動作の間には、一方向クラッチを有するギヤ４は回転運動することがないため、梃子クランク機構が駆動してパンチを穿孔移動させることはない。
【００５６】
次いで、穿孔装置１における２孔穿孔から３孔穿孔への切替動作について説明する。
図２に示す２孔穿孔に切り替えて待機状態にある穿孔装置１において、上述と同様に切替駆動ギヤ２９を矢印４２で示す方向に回転させると、切替駆動ギヤ２９と連結する駆動レバー２８は回転運動する駆動ピン３０によって引かれて矢印４１で示す方向に移動し、駆動レバー２８と連結するセレクタ２１が連結ピン２５によってさらに引かれて矢印４１で示す方向に移動される。
【００５７】
セレクタ２１が矢印４１で示すダイ孔列方向の他方側に移動される過程で、３孔穿孔に用いる３孔用パンチを係止する係止ピン１８ａ、１８ｃ、１８ｅは、これを支持するセレクタ２１に有する傾斜孔１７ａ、１７ｃ、１７ｅにおいて、その傾斜によりダイフレーム２０に設けたダイ孔３ａ、３ｃ、３ｅに対して近接側に移動される。一方、同時に、２孔穿孔に用いる２孔用パンチを係止する係止ピン１８ｂ、１８ｄは、これを支持するセレクタ２１に有する傾斜孔１７ｂ、１７ｄにおいて、その傾斜によりダイフレーム２０に設けたダイ孔３ｂ、３ｄに対して離間側に移動される。そして、切替駆動ギヤ２９が概ね１８０度回転した位置で停止したとき、係止ピン１８ａ、１８ｃ、１８ｅは傾斜孔１７ａ、１７ｃ、１７ｅにおいて近接側入込部（パンチ２ａにおける入込部４３相当個所）で係留されて支持され、一方、係止ピン１８ｂ、１８ｄは傾斜孔１７ｂ、１７ｄにおいて離間側入込部（パンチ２ａにおける入込部４４相当個所）で係留されて支持される。
【００５８】
この状態となった穿孔装置１は、３孔用パンチはシート材に対して穿孔可能な状態となり、２孔用パンチは穿孔不可能な状態となって、これにより２孔穿孔から３孔穿孔への切替動作を終了し、図１に示す３孔穿孔における待機状態とすることができる。
なお、上述した一連の動作の間には、一方向クラッチを有するギヤ４は回転運動することがないため、梃子クランク機構が駆動してパンチを穿孔移動させることはない。
【００５９】
次に、上述した穿孔装置１に具備した梃子クランク機構によるパンチの穿孔動作につき、３孔穿孔の場合を例に挙げ、図１〜図５を参照しながら図６を用いて説明する。
図６は、図１に示す穿孔装置１を用いてシート材Ｓに対して穿孔する一連の穿孔動作過程を示す構成図である。なお、連接アーム６、セレクタ２１、およびパンチ２ａ〜２ｅの明確化のために一部を断面で示し、揺動アーム５にハッチングを施し、中間ギヤ１１などの駆動装置や、駆動レバー２８や切替駆動ギヤ２９などの記載を略している。
【００６０】
図１に示す３孔穿孔に切り替えて待機状態にある穿孔装置１において、モータ９を駆動し、クランク部材に対応するギヤ４をピニオンギヤ１０および中間ギヤ１１を介して矢印１９で示す方向に回転させると、該ギヤ４の回転により、駆動ピン１３は所定の回転半径を持って回転軌跡を描きながら回転運動を開始する。そして、該駆動ピン１３の回転運動により、梃子クランク機構をなす連接アーム６が駆動ピン１３の回転運動に対して追従運動することとなって、図６（ａ）に示すシート材（図示せず）のシート面に対して略平行となる略水平の状態であった連接アーム６のギヤ４側がシート材から離間するように移動し始める。連接アーム６が移動し始めると、一方の揺動アーム５もまたピン１４を揺動支点として揺動し始める。これにより、連接アーム６は、実質的にはギヤ４の回転運動に追従すると同時に揺動アーム５の揺動運動に対しても追従運動することとなって、シート面に対して同様に略水平の状態であった連接アーム６の揺動アーム５側が、揺動運動する揺動アーム５によって拘束を受けながらシート材に近接するように揺動し始める。
【００６１】
そして、揺動運動し始めた連接アーム６は、自らの揺動運動と同様に、長孔３２ａ、３２ｂおよび連結ピン２２ａ、２２ｂによって自らに連結するセレクタ２１の揺動運動を開始させる。すなわち、梃子クランク機構を駆動することにより、クランク部材に対応するギヤ４を回転して駆動ピン１３を回転運動することにより、該駆動ピン１３の回転運動に対して連接部材に対応する連接アーム６を追従させて揺動運動させるとともに、該連接アーム６に連結するパンチ切替機構に有する切替部材に対応するセレクタ２１を追従させて揺動運動させることができる。
【００６２】
この後、図６（ｂ）に示すように、ギヤ４が概ね９０度回転し、駆動ピン１３が最上点に到達した状態にまで連接アーム６およびセレクタ２１が揺動運動する過程において、パンチ２ａは図６（ａ）に示す位置よりも僅かではあるがシート材に近接するように移動し、他の４個のパンチ２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅはいずれもシート材から離間するように移動する。そして、さらにギヤ４が矢印１９で示す方向に回転すると、連接アーム６の両端側がともにシート材に近接するように揺動運動し始めるため、この連接アーム６の揺動運動により連結するセレクタ２１もまた同様に揺動運動し、セレクタ２１に有する傾斜孔１７ａ〜１７ｅにおいて係止されたパンチ２ａ〜２ｅがシート材に近接するように穿孔方向に移動し始める。穿孔装置１においては、ギヤ４の回転が概ね１８０度に達したときに揺動アーム５と連接アーム６がなす角度を１５６度に設定し、揺動アーム５の揺動角度を６５度に設定している。
【００６３】
上述したパンチ２ａ〜２ｅの穿孔方向への移動において、ギヤ４に設けた駆動ピン１３の回転半径、ギヤ４の回転軸１２の配置、揺動アーム５のピン１４とピン１５との距離などを調整することにより、上述した連接アーム６におけるギヤ４側と揺動アーム５側とのシート材に近接するように移動方向を換える動作のタイミングを違えることができる。加えて、３孔穿孔の場合には３孔用パンチ（パンチ２ａ、２ｃ、２ｅ）において、２孔穿孔の場合には２孔用パンチ（パンチ２ｂ、２ｄ）において、それぞれのパンチを穿孔移動させるタイミングもまた違えることができる。このように穿孔タイミングを違えた場合は、穿孔タイミングを同時としてパンチの穿孔に要する駆動力を集中させた場合に比べ、それぞれのパンチの穿孔に要する駆動力が分散されるため、シート材の穿孔に要する駆動力を低減することができる。
【００６４】
さらにこの後、穿孔装置１においては、図６（ａ）に示す状態からギヤ４が概ね１２０度回転したとき、最初にパンチ２ａの刃先がシート材に突き刺さった後にダイ孔３ａと噛み合い始める。さらにギヤ４が回転し、図６（ｃ）に示すようにギヤ４が概ね１８０度回転した状態に達する頃には、図４に示すように最初にダイ孔３ａと噛み合い始めたパンチ２ａがシート材Ｓに穿孔して穿孔方向の最下点に達する。そして、この後は、ギヤ４が概ね２７０度まで回転して図６（ｄ）の状態に移行していく過程において、他のパンチ２ｃ、２ｅも順次ダイ孔３ｃ、３ｅと噛み合ってシート材Ｓに穿孔し、終には３孔用パンチとしたすべてのパンチ２ａ、２ｃ、２ｅによってシート材に対して３孔穿孔することができる。
【００６５】
シート材に対して３孔穿孔後、連接アーム６の揺動運動は、ギヤ４の回転とともに、まず揺動アーム５側が最下点に達してシート材から離間するように移動方向を転じ、次いで中央部が最下点に達して同様に移動方向を転じ、終にはギヤ４側が最下点に達して同様に移動方向を転じることとなって、ギヤ４が１回転して図６（ａ）に示す状態に戻ったときに３孔用パンチによる一連の３孔穿孔動作を終了し、図１に示す３孔穿孔における待機状態とすることができる。
【００６６】
上述した図４に示すパンチ２ａの状態は、３孔穿孔に切り替えた穿孔装置１において、梃子クランク機構により穿孔移動されたパンチ２ａが穿孔方向の最下点に到達した状態である。連接アーム６に連結するセレクタ２１の揺動運動によって穿孔方向に移動されたパンチ２ａは、連接アーム６からセレクタ２１を介して伝達された駆動力を得て、該駆動力を穿孔力として図４に示す状態に到る過程においてシート材Ｓに穿孔することができる。この状態にあって、係止ピン１８ａを連通して係止されたパンチ２ａは、セレクタ２１に有する傾斜孔１７ａにおいてダイ孔３ａに対して近接側に設けた入込部４３で係留され確実に支持されているため、梃子クランク機構から伝達した駆動力の損失を最低限に抑制することができる。
【００６７】
以上、本発明の一例となる穿孔装置１を用い、シート材に３孔穿孔する場合の一連の穿孔動作過程について説明した。なお、シート材に２孔穿孔する場合は、具備するパンチ切替機構によりシート材に対して穿孔可能とするパンチを２孔用パンチ（パンチ２ｂ、２ｄ）に切り替えればよく、２孔穿孔の係る一連の穿孔動作過程は３孔穿孔の場合と同様なので説明を略す。ただし、２孔穿孔におけるパンチ２ａの一部挙動について、図５を用いて説明しておく。
【００６８】
図５に示すパンチ２ａの状態は、２孔穿孔に切り替えた穿孔装置１において、梃子クランク機構により２孔穿孔動作を行った際に、穿孔不可能としたパンチ２ａが移動されて穿孔方向の最下点に到達した状態である。連接アーム６に連結するセレクタ２１の揺動運動によって穿孔方向に移動されたパンチ２ａは、図５に示す状態に到るまで穿孔方向に移動されることとなる。しかしながら、図５に示す状態に到る過程において、パンチ２ａはセレクタ２１に有する傾斜孔１７ａにおいてダイ孔３ａに対する離間側に設けた入込部４４で係留され確実に支持されている。よって、パンチ２ａはシート材Ｓに達することができないためシート材Ｓへの穿孔を不可能とすることができ、同様にパンチ２ｃ、２ｅによる穿孔も不可能とすることができる。
【００６９】
上述した穿孔装置１につき、さらに付け加えておく。
連接アーム６およびセレクタ２１を図１や図２に示すようにシート材のシート面に対向して略平行となる状態に設定したときに、揺動アーム５がシート面に対して略直交する状態に位置するように、ギヤ４の駆動ピン１３などの配置関係を調整することが望ましい。この構成として梃子クランク機構を駆動すると、揺動アーム５は前記略直交していた状態からシート面に対向するように略平行となる状態に近づくように揺動する。このとき、ギヤ４の回転運動および揺動アーム５の揺動による梃子作用によって生じる駆動力を連接アーム６を介してセレクタ２１に伝達するにおいて、前記駆動力の穿孔方向分力を揺動アーム５の姿勢が前記略平行となる状態に近づくに従って増加することができる。それ故に、シート材に対する穿孔力となるパンチに伝達される駆動力を効率よく増加することができる。加えて、前記構成により、パンチの穿孔方向において大きな移動量を確保できるので、シート材穿孔装置のコンパクト性を損なうことがない。
【００７０】
また、上述した穿孔装置１が待機状態にあるとき、上述したように揺動アーム５を前記略直交する状態とし、さらに、パンチ２ａ、２ｃ、２ｅと係止ピン１８ａ、１８ｃ、１８ｅとの各係止点を結ぶ方向が前記略平行となる位置となり、かつ、パンチ２ｂ、２ｄと係止ピン１８ｂ、１８ｄとの各係止点を結ぶ方向が前記略平行となる位置となるように、連接アーム６およびセレクタ２１を構成した上で、ギヤ４の回転軸１２と駆動ピン１３を前記略平行となる位置関係に調整することが望ましい。この構成として梃子クランク機構を駆動すると、連接アーム６およびセレクタ２１をシート材のシート面に対して平行に近似する状態に姿勢を保ちながら揺動運動することができるため、これによりそれぞれのパンチ２ａ〜２ｅの穿孔方向への移動量を近似することができ、パンチ２ａ〜２ｅやパンチ案内部１６ａ〜１６ｅなど穿孔装置１の構成部材を適宜共通化することができる。
【００７１】
以上より、上述した梃子クランク機構およびパンチ切替機構を有する本発明の一例となる穿孔装置１を用い、シート材に対して穿孔する前に、本発明におけるパンチ切替部材に対応するセレクタ２１をダイ孔列方向の一方側に移動することにより、３孔用パンチ（パンチ２ａ、２ｃ、２ｅ）を係止する係止ピン１８ａ、１８ｃ、１８ｅをダイ孔３ａ、３ｃ、３ｅに近接する側に移動して３孔用パンチを穿孔可能とすることができた。そして、上述したようにパンチを切り替えた後に、梃子クランク機構をなすギヤ４の回転運動により連接アーム６を穿孔方向に揺動運動することで３孔用パンチを穿孔移動させることにより、３孔用パンチとダイ孔３ａ、３ｃ、３ｅとを噛み合わせてシート材に対して３孔穿孔することができた。
【００７２】
あるいは、本発明におけるパンチ切替部材に対応するセレクタ２１を他方側に移動することにより、２孔用パンチ（パンチ２ｂ、２ｄ）を係止する係止ピン１８ｂ、１８ｄをダイ孔３ｂ、３ｄに近接する側に移動して２孔用パンチを穿孔可能とすることができた。そして、上述したようにパンチを切り替えた後に、梃子クランク機構をなすギヤ４の回転運動により連接アーム６を穿孔方向に揺動運動することで２孔用パンチを穿孔移動させることにより、２孔用パンチとダイ孔３ｂ、３ｄとを噛み合わせてシート材に対して２孔穿孔することができた。
【００７３】
以下、本発明におけるパンチ切替機構につき、さらに付け加え、図４および図５に示した構成例とは別の構成例を挙げて、図８および図９を用いて説明する。
図８は、本発明の一例となるパンチ切替機構の要部の概略構成を、図４の記載に対応して示す構成図である。また、図９は、図８に示すパンチ切替機構の要部の概略構成を、図５の記載に対応して示す構成図である。
【００７４】
図８において、パンチ５０は係止ピン５２に係止され、該係止ピン５２は振り子５４に設けた傾斜５５ａを有する支持部５５に連通して支持されている。該支持部５５において係止ピン５２は、ダイ孔５１に対して近接側となる入込部５６で係留され支持されている。また、該係止ピン５２を支持する振り子５４は、梃子クランク機構をなす連接アーム６０に対し、該連結アーム６０に設けた長孔６２および振り子５４に連通する連結ピン６１によって連結されている。そして、該振り子５４を挟むように配置されたセレクタ５３を有し、図示は略すが、該セレクタ５３は矢印７０および矢印７１で示すダイ孔列方向に往復移動可能に構成してある。また、該セレクタ５３を矢印７０や矢印７１で示す方向に移動するとき、該セレクタ５３の互いに対向する丸みを帯びた先端が振り子５４の両側面に対して接触して摺動できるようになっている。
【００７５】
そして、図８に示す状態は、セレクタ５３の矢印７０で示す方向への一方移動により振り子５４の図８において左側面を押すことで該振り子５４を矢印７２で示すようにセレクタ５３の右方側に揺動運動することで穿孔移動量の差分５８を確保し、これによりパンチ５０を穿孔可能とした後に、梃子クランク機構によりパンチ５０を穿孔移動させることで穿孔方向の最下点に到達させた状態である。
上述した構成において、連接アーム６０が穿孔方向に揺動運動することにより、振り子５４が連接アーム６０の揺動運動に追従するように揺動運動することでパンチ５０が穿孔移動されることとなって、図８に示す状態に到る過程においてパンチ５０がダイ孔５１と噛み合ってシート材Ｓに対して穿孔することができる。
【００７６】
一方、図９に示す状態は、セレクタ５３の矢印７１で示す方向への他方移動により振り子５４の図９において右側面を押すことで該振り子５４を矢印７３で示すようにセレクタ５３の左方側に揺動運動することで穿孔移動量の差分５８’を確保し、これによりパンチ５０を穿孔不可能とした後に、梃子クランク機構により穿孔方向に移動したパンチ５０が穿孔方向の最下点に到達した状態である。この状態においては、穿孔動作前に、予めパンチ５０を係止する係止ピン５２を振り子５４に設けた支持部５５においてダイ孔５１に対して離間側となる入込部５７で係留して支持しているため、連接アーム６０の穿孔方向への揺動運動によってパンチ５０が穿孔方向に移動してもパンチ５０がシート材Ｓに達することがない。それ故に、パンチ５０とダイ孔５１が噛み合ってシート材Ｓに対して穿孔することがない。
【００７７】
本発明においては、上述したようにセレクタ５３と振り子５４との組み合わせによって機能する組み部材でなるパンチ切替部材を適用し、穿孔可能としていた所定パンチを穿孔不可能となるように切り替えたり、あるいは、その逆の切り替えを行うことができる。よって、例えば３孔穿孔と２孔穿孔を切り替えるパンチ切替機構において、３孔用パンチで穿孔したい場合には、３孔用パンチを係止するパンチ係止部材を傾斜５５ａと同傾斜を有する振り子５４の支持部５５において支持し、一方、２孔用パンチを係止するパンチ係止部材を傾斜５５ａと反対傾斜を有する反対振り子の支持部において支持するように構成すればよい。これとは逆に、２孔用パンチで穿孔したい場合には、２孔用パンチを係止するパンチ係止部材を振り子５４の支持部５５において支持し、３孔用パンチを係止するパンチ係止部材を反対振り子の支持部において支持するように構成すればよい。
【符号の説明】
【００７８】
１．穿孔装置、２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ．パンチ、３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ．ダイ孔、４．ギヤ、５．揺動アーム、６．連接アーム、７．フレーム、８．ブラケット、９．モータ、１０．ピニオンギヤ、１１．中間ギヤ、１２．回転軸、１３．駆動ピン、１４．ピン、１５．ピン、１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ．パンチ案内部、１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ，１７ｅ．傾斜孔、１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ．係止ピン、１９．矢印、２０．ダイフレーム、２１．セレクタ、２２ａ，２２ｂ．連結ピン、２３ａ，２３ｂ．長孔、２４．長孔、２５．連結ピン、２６．ガイド孔、２７レバーガイド、２８．駆動レバー、２８’．切替レバー、２９．切替駆動ギヤ、３０．駆動ピン、３１．長孔、３２ａ，３２ｂ．長孔、４０〜４２．矢印、４３，４４、入込部、５０．パンチ、５１．ダイ孔、５２．係止ピン、５３．セレクタ、５４．振り子、５５．支持部、５５ａ．傾斜、５６，５７．入込部、５８，５８’．穿孔移動量の差分、６０．連接アーム、６１．連結ピン、６２．長孔、７０〜７２．矢印、Ｓ．シート材
【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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【図９】
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