シート穿孔装置及びこれを備えた後処理装置
【課題】複数のパンチ部材を穿孔方向に移動する駆動機構において駆動部の故障が少なく、カムとパンチ部材との位置関係を正確に位置制御する。
【解決手段】複数のパンチ部材を上下移動するムプレートを所定ストロークで往復動する際に、螺旋カム溝を有する円筒カムを駆動モータで回転し、そのカム溝にスライドカムに設けたフォロアピンを嵌合する。そして螺旋カム溝にはカムプレートが左限又は右限に位置するとき、円周方向に回転する環状溝を連結してその一部にフォロアピンの円周方向への運動を制限するストッパ部材を設ける。
【解決手段】複数のパンチ部材を上下移動するムプレートを所定ストロークで往復動する際に、螺旋カム溝を有する円筒カムを駆動モータで回転し、そのカム溝にスライドカムに設けたフォロアピンを嵌合する。そして螺旋カム溝にはカムプレートが左限又は右限に位置するとき、円周方向に回転する環状溝を連結してその一部にフォロアピンの円周方向への運動を制限するストッパ部材を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はシートにファイル穴を穿孔するシート穿孔装置に係わり、耐久性と安全性に富んだ穿孔機構の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にこの種の穿孔装置は、シートの搬送経路中に配置され通過するシートにファイリング穴のパンチ処理した後に下流側の処理トレイなどに収容している。そして装置構造は、フレームにパンチ部材を上下動可能に配置し、各パンチ部材をカム機構などで上下動している。
【０００３】
この穿孔動作のためのカム機構としては回転軸に偏心カムを配置し、カムの回転でパンチ部材を上下動する機構と、所定ストロークで往復動する板カム（スライドカム板）にＶ字状カム溝を形成してパンチ部材を上下動している。
【０００４】
例えば特許文献１には、複数のパンチ部材を所定間隔で直線的に配列し、パンチの穿孔方向と直交する方向にカム板を設けてパンチ部材を上下動させている。直線方向に所定ストロークで往復動するカム板にはＶ字状のカム溝が形成され、この溝に各パンチ部材に設けたカムピンを係合させている。そしてカム板は装置フレームに往復動可能に支持すると共に、駆動モータで往復動させている。
【０００５】
この駆動モータとカム板とは、モータの回転を、ラック‐ピニオン機構で連結している。つまりに装置フレームにカム板を往復移動可能に取付け、このカム板にラックを一体成形してモータの回転軸に連結したピニオンを噛合させている。
そしてカム板にセンサフラグを設け、その位置をセンサで検出して右限位置と左限位置との間でモータを正逆転することによって往復動させている。
また、この場合に文献１には開示されていないが所定ストロークで往復動するカム板にはストッパが設けてあり、その右限位置と左限位置との間でのみ往復動するように運動規制している。
【０００６】
一方、モータの回転を直線運動に変換する機構としては、ラック‐ピニオン機構、螺旋カム機構、ハートカム機構などが知られている。このようにループ状に連続運動するカム機構と、直線往復運動するカム機構のいずれも知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２６００８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述のように所定ストロークで往復動するカム板で複数のパンチ部材を上下動するパンチ機構は既に知られている。この場合に従来は、カム板と駆動モータとをラック‐ピニオン機構で駆動連結しているため、歯車の動作音による騒音と歯車のバックラッシュによるパンチ動作の位置ズレなどの問題が知られている。
例えば複数のパンチ部材に時間差を設けてパンチ動作させることによって負荷トルクの軽減を図ろうとすると、バックラッシュによるパンチの位置ズレが発生してトルク軽減が得られない結果をもたらせている。
【０００９】
そこで本出願人は、カム板と駆動モータとを螺旋カム機構で駆動伝達することを試みた。これによって騒音の問題とパンチの位置ズレの問題の解決が得られた。
【００１０】
ところが、螺旋カム機構を採用すると、駆動モータで螺旋カムを回転させてカム溝に係合したフォロアピンでカム板（スライドカム）に往復運動を生起することとなる。そして螺旋カム溝には、所定角度位置でフォロアピンを停止するストッパが右限、左限、両位置に設けてある。
【００１１】
ところが、カム板の位置を検出するセンサの故障、センサ信号のノイズ影響、動作プログラムの暴走、などによって螺旋カム溝を備えた円筒カムが必要以上に回転する問題が生ずる。例えば左限位置を検出するセンサ信号が、故障、ノイズなどの影響を受けるとモータは停止することなく左限方向に回り続ける。その結果、フォロアピンか螺旋カムのカム壁（ストッパ壁）が破損するか、若しくは駆動モータが故障する問題が発生する恐れがある。
【００１２】
本発明は、所定ストロークで往復動するカム部材によって複数のパンチ部材を穿孔方向に移動する駆動機構において駆動部の故障が少なく、カムとパンチ部材との位置関係を正確に位置制御することができ耐久性に富んだ穿孔装置の提供をその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を達成するため本発明は、複数のパンチ部材を上下移動するムプレートを所定ストロークで往復動する際に、螺旋カム溝を有する円筒カムを駆動モータで回転し、そのカム溝にスライドカムに設けたフォロアピンを嵌合する。
そして螺旋カム溝にはカムプレートが左限又は右限に位置するとき、円周方向に回転する環状溝を連結してその一部にフォロアピンの円周方向への運動を制限するストッパ部材を設けたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、所定ストロークで往復動するカムプレートでパンチ部材にパンチ動作させる際に、カムプレートを往復動する螺旋カム溝に右限、左限位置でフォロアピンを円周方向に旋回動させる環状溝を連設させ、この環状溝にその運動を制限するストッパ部材を設けたものであるから以下の顕著な効果を奏する。
【００１５】
モータの回転を直線運動に変換してカムプレートに伝達する螺旋カム溝に右限、左限位置のときフォロアピンを円周方向に旋回動させる環状溝を設け、この溝に運動規制するストッパ部材を設けてあるから、フォロアピンとカム溝が破損する恐れがない。
つまり、センサ故障、検出信号のノイズ、動作プログラムを暴走などの原因が発生しても、螺旋カム溝もこれに係合したフォロアピンもいずれも破損する恐れがない。
【００１６】
これと共に駆動モータに過剰の負荷が及んで発熱による事故或いはモータ故障に発展することがない。なお、ストッパ部材の運動規制強度は、オペレータ作業、メンテナンス作業でカムプレートとモータの位置を手作業で変更整可能であって、フォロアピン・カム壁などが破損しない範囲で設定する。
【００１７】
またそのための構造はカムプレートに往復運動を伝達する螺旋カム溝に円周方向への回転を許容する環状溝を連設し、この溝にフォロアピンの運動を制限するストッパ部材を設けたのみであるから、至って簡単な構造で安価に採用することが出来る。
【００１８】
更に、本発明におけるストッパ部材は、カム溝とカムフォロアピンの少なくとも一方を、他方との係合を解除する方向に移動可能に構成し、所定の力が作用したとき円周方向への運動を許容するように構成する。これによって簡単な構造でモータの故障とパンチ機構の故障を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係わるシート穿孔装置の全体構成の説明図。
【図２】図１の装置における要部説明図であり、（ａ）は図１の縦断説明図を示し、（ｂ）は作動カム手段（カムプレート）のカム形状を示す。
【図３】図１の装置における駆動機構の説明図であり、（ａ）は全体構成図を示し、（ｂ）は作動カムと駆動カム手段との位置関係を示す説明図。
【図４】図３の駆動機構における円筒カム（螺旋カム）の構造を示す説明図を示し、（ａ）は全体斜視図であり、（ｂ）はストッパ機構の説明図。
【図５】図４の螺旋カムとフォロアピンの係合状態を示す示し、（ａ）（ｂ）はその一実施形態を、（ｃ）（ｄ）は、異なる実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下図示の好適な実施の形態について本発明を詳述する。図１は本発明に係わるシート穿孔装置の全体構成を示す。図１のシート穿孔装置はベースフレーム１と、穿孔動作する複数のパンチ部材４と、刃受孔５と、パンチ部材を穿孔動する駆動手段Ｍで構成されている。
【００２１】
ベースフレーム１は上部フレーム２と下部フレーム３で構成され、シートの通過間隙ｄを隔てて上部フレーム２と下部フレーム３が対向配置されている。
上部フレーム２には複数のパンチ部材４ａ，４ｂ，４ｃ…が直線状に配列され、各パンチ部材は上部フレーム２に上下動可能に軸受け支持されている。
各パンチ部材４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅを総称する）は、第１グループ４Ａ（４ｂ，４ｄ；２穴穿孔）と第２グループ４Ｂ（４ａ，４ｃ，４ｅ；３穴穿孔）に区分けされ、選択的に穿孔動作するように構成されている。
つまり後述する駆動手段の作動方向（回転方向）によって第１グループ４Ａのパンチが穿孔動作を執行し、反対方向の回転で第２グループ４Ｂのパンチが穿孔動作するように構成される。このため各パンチ部材４はファイル穴の規格に応じた間隔で直線上に配列されている。
【００２２】
図示の上部フレーム２は、図２に示すように断面コ字状（チャンネル鋼材）のフレーム材で構成され、上下に対向する上フランジ部２ａに軸受２ｙが下フランジ部２ｂに軸受２ｚが形成されている。この軸受２ｙ、２ｚはそれぞれ複数のパンチ部材４を個々に軸受け支持するように上下対向する位置に配置されている。そしてパンチ部材４の移動方向が穿孔方向（図１及び図２上下、Ｘ方向）に設定されている。
【００２３】
上記パンチ部材４は第１グループ４Ａと第２グループ４Ｂに区割してあるが、これはファイル穴を例えば２穴穿孔する場合と３穴穿孔する場合に用途に応じて切り換える構成を示す。
つまり図１において第１グループ４Ａは２つのパンチ部材４ｂ，４ｄで、第２グループ４Ｂは３つのパンチ部材４ａ，４ｃ，４ｅでグループ分けされている。このグループ分けは２穴と３穴に限らず、２穴４穴切り換え、３穴４穴切り換えなどの組み合わせであっても良い。
【００２４】
上記各パンチ部材４は、ロッド形状（軸形状）に形成され下端部に穿孔刃４ｘが形成され、その刃先は逆Ｕ字状、逆Ｖ字状など先鋭形状に形成されている。
このよう刃先４ｘを先鋭形状に形成したのは、複数のパンチ部材に、ほぼ同時（後述する位相差は存在するが略々同時）に穿孔動作させるため、刃先を先鋭形状にして負荷トルクを低減するためである。
このほかパンチ部材を回転させながら上死点から下死点に移動する穿孔方向を採用する場合には、刃先４ｘを逆Ｕ字状、逆V字状に形成することによってパンチ部材の回転でシートにせん断力を付与するためである。
【００２５】
上記下部フレーム３は、上部フレーム２との間にシートの通過間隔ｄが形成され、シートを載置する紙載面（ガイド面；図２参照）６と、各パンチ部材４に対向する位置に刃受孔５（５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ）が配置されている。
そして上部フレーム２との間隔ｄにシートを挿入し、パンチ部材４を上死点から下死点に移動する過程で刃先４ｘが刃受孔５に貫挿してシートにファイル穴を穿孔することとなる。下部フレーム３の下方には、屑紙片を回収する屑ボックス７が設けられている。
【００２６】
この屑ボックス７はベースフレーム１（上部材フレームか又は下部フレーム）に着脱可能に取付けられている。図示のものは、下部フレーム３にスライドレール（不図示）が設けてあり、このレールに屑ボックス７がスライド可能に支持されている。
従って屑ボックス７は図２前後方向に引き出し可能に装着され、内部に収納した屑紙片を取り除くことができるように構成している。
【００２７】
［駆動機構の説明］
上述のパンチ部材４を穿孔方向に上下動する機構について「カムプレート構成」「ドライブ構成」の順に説明する。
「カムプレート構成」
上述のベースフレーム１（図示のものは上部フレーム２）に所定ストロークＳｔで往復動するカムプレート８が設けられ、このカムプレート８に各パンチ部材４を上死点Ｕｐと下死点Ｄｐとの間で上下動する作動カム溝９が設けられている。このカム溝９に後述するパンチ部材４のカムピン１０が嵌合してある。
【００２８】
カムプレート８には複数のパンチ部材4に対応する位置にカム溝９（９ａ，９ｂ，９ｃ）が設けられ、この各カム溝９には各パンチ部材4に植設されたフォロアピン１０（１０ａ〜１０ｄ；以下「カムピン」という）が係合してある。
カム溝９は、Ｖ字形状に形成され、カムプレート８の移動に伴ってパンチ部材４を上死点Ｕｐから下死点Ｄｐの間で往復動する（図２（ｂ）参照）。
このカム溝９は水平方向成分９ｘと傾斜垂直方向成分９ｙで構成され、水平方向成分９ｘでパンチ部材４を上死点Ｕｐに静止保持し、傾斜垂直方向成分９ｙでパンチ部材４を上方から下方に、また下方から上方に移動する溝形状に構成されている。
【００２９】
上記カムプレート８は上部フレーム２に穿孔方向（Ｘ方向）と直交する方向（図１水平方向）に所定ストロークＳｔで往復動するように取り付けられている。そしてこのカムプレート８は偏平形状の板状部材に形成され、このプレートを摺動可能に支持するレール部材１１（１１ａ〜１１ｄ）が上部フレーム２の上下フランジ部に折曲げ形成されている。
この他、カムプレート８とベースフレーム１とは、一方に植設ピンを、他方にこのピント係合するスリット溝を設けてカムプレート８をスライダブリに支持しても良い。
【００３０】
上記カムプレート８に形成されたカム溝９について説明する。カム溝９は図１に示すように複数のパンチ部材４に対向する位置に形成され、前述したように第１グループ４Ａと第２グループ４Ｂに区割されている。そして水平方向成分９ｘと、傾斜垂直方向成分９ｙを有するＶ字カムで形成されている。
【００３１】
このとき図２（ｂ）に示すように、第１、第２グループに属するパンチ部材４は、同時に穿孔動作することなく動作タイミングを時間的にズラして穿孔動作するようにカム溝９は間隔δずつ位相差を有するようになっている。
例えば２穴穿孔の時には第１のパンチ部材４ｂが先に、第２のパンチ部材４ｄが後に穿孔動作するように位相差δが設けられている。同様に３穴穿孔の時には、パンチ部材４ａ、４ｃ、４ｅの順に穿孔するようになっている。これは駆動モータＤｍに作用する負荷トルクを軽減するためである。
【００３２】
次に上述のカムプレート８を所定ストロークで往復動する駆動手段Ｍの構成について説明する。カムプレート８は駆動モータＤｍの正逆転によって所定ストロークＳｔで往復直線動する。
このときカムプレート８のカム溝９は図１に示すようにストロークＳｔで、その右限位置Ｈｐ１からセンタＣｐに移動するときには２穴穿孔（第１グループ４Ａ)を実行し、左限位置Ｈｐ２からセンタＣｐに移動するときには３穴穿孔（第２グループ４Ｂ）を実行する。
従ってカムプレート８のホームポジションの選択によってグループ分けされた複数のパンチ部材４を選択して穿孔動作させるように構成される。
【００３３】
なお、前述のカムプレート８には、その位置を検出するフラグ１２と作動部センサＳ１、Ｓ２が設けられている。このセンサＳ１、Ｓ２は後述する駆動部センサＳ３と共同してカムプレート８のセンタ位置Ｃｐと右限位置Ｈｐ１と左限位置Ｈｐ２を検出する。
【００３４】
上記カムプレート８には、駆動モータＤｍと伝動手段１４が連結されている。駆動モータＤｍは正逆転可能なＤＣモータ、ステッピングモータ等で構成され、その正逆方向回転でプレート８をセンタ位置Ｃｐと第１第２ポジジョンＨｐ１、Ｈｐ２間で往復動する。
このため駆動モータＤｍの回転軸（駆動軸）１３を減速歯車機構１４で駆動カム手段１５に伝達する。
【００３５】
駆動カム手段１５は、駆動モータＤｍの回転運動を直線運動に変換してカムプレート８に伝達する。このためベースフレーム１（図示のものは下部フレーム２）に駆動モータＤｍと、その減速歯車機構１４と、駆動カム手段１５が取り付けられている。
図示の駆動カム手段１５は、円筒カム１５ａで構成されカムプレート８の運動方向（図１Ｙ方向）は沿って螺旋カム溝１６が形成されている。
【００３６】
このような構成で、円筒カム１５ａの回転でその外周に形成された螺旋カム溝１６は、これに嵌合したフォロアピン１７を図示Ｙ方向に直線往復動する。螺旋カム溝１６は等ピッチでフォロアピン１７を等速運動で左右直線方向に移動する。
このフォロアピン１０はカムプレート８に一体に形成され、その詳細な構造は後述する。図３にドライブ機構を示すが、駆動モータＤｍから減速歯車機構１４で円筒カム１５ａに正逆方向の回転を伝達するように連結されている。円筒カム１５ａには外周に螺旋カム溝１６が形成され、この螺旋カム溝１６にフォロアピン１７が嵌合されている。
【００３７】
このような構成において駆動モータＤｍで円筒カム１５ａを反時計方向（矢印方向）に回転すると、フォロアピン１７は図３（ｂ）右端（第１ホームポジション）から左端に移動する。
また駆動モータＤｍを逆回転するとフォロアピン１０は図３左端（第２ホームポジション）から右端に移動する。このフォロアピン１７の右限位置Ｈｐ１と左限位置Ｈｐ２との間の往復運動で所定のストロークＳｔが設定される。
【００３８】
そして図１に示すようにフォロアピン１７は右限位置Ｈｐ１と左限位置Ｈｐ２との間をストロークＳｔで往復動し、その中間点であるセンタ位置Ｃｐで、第１グループ４Ａと第２グループ４Ｂが切り換えられる。
特に図示しないが、制御手段（駆動モータＤｍのドライバ回路を制御する例えば制御ＰＣＰＵ）は第１グループ４Ａの穿孔が選択された時にはカムプレート８を第１ホームポジションＨｐ１に移動し、第２グループ４Ｂの穿孔が選択された時には第２ホームポジジョンＨｐ２に移動する。
【００３９】
そして各ホームポジションからセンタ位置Ｃｐに移動する過程で穿孔動作を実行する。この移動は駆動モータＤｍの回転量を前述の作動部センサＳ１Ｓ２と後述する駆動部センサＳ３で制御する。
また第１、第２グループの穿孔動作を連続して実行するときには、各ホームポジジョンＨｐ１，Ｈｐ２からセンタ位置Ｃｐに移動し、次いでセンタ位置Ｃｐからホームポジジョンに復帰移動する動作で後続シートに穿孔し、これを繰り返すことによって連続穿孔する。
なお、装置の元ホームポジジョンは第１ホームポジションＨｐ１に設定（デホルト設定）されている。
【００４０】
駆動カム手段１５としては回転運動を直線運動に変換する種々のカム機構が採用可能であり、図示の螺旋カム溝１６に限定されるものではない。例えばカム溝がループ状に形成されたハート形カムであっても回転運動を直線運動に変換することが可能である。
【００４１】
本発明の駆動カム手段１５について図４（ａ）に従って説明する。前述したように駆動モータＤｍと同様に下部フレーム３に円筒カム１５ａが回転可能に軸受支持されている。この円筒カム１５ａには受動歯車１４ｘが一体に形成され、この歯車には駆動モータＤｍに連結した減速歯車１４ａ、１４ｂ…が連結されている。
従って駆動モータＤｍの回転で円筒カム１５ａを正逆方向に回転することが可能となる。
【００４２】
円筒カム１５ａの外周には、カムプレート８のストローク方向に螺旋カム溝１６が形成されている。この螺旋カム溝１６にはカムプレート８に一体形成（植設）したフォロアピン１７が係合してある。
このような構成において駆動モータＤｍで円筒カム１５ａを回転すると、これに形成された螺旋カム溝１６に沿ってフォロアピン１７が左右動し、カムプレート８を所定ストロークで往復動することとなる。
【００４３】
上記円筒カム１５ａには、カムプレート８の位置を検出する駆動部センサＳ３が次のように設けられている。円筒カム１５ａには円周方向にセンサフラグ１８が配置され、その位置を検知することによって円筒カムの角度位置を検出することができる。
【００４４】
上述の作動部センサＳ１、Ｓ２と駆動部センサＳ３の作用について説明する。カムプレート８をスライダブリに支持する上部フレーム２には、第１ホームポジションＨｐ１を検出するセンサＳ１と、第２ホームポジションHｐ２を検出するセンサＳ２が配置されている。一方カムプレート８にはセンサフラグ１２が設けられている。
そしてフラグ１２をセンサＳ１が検出する時にはカムプレート８は第１ホームポジションＨｐ１（２穴穿孔時の動作開始点）に位置し、センサＳ２がフラグを検出する時には第２ホームポジションHｐ２（３穴穿孔の動作開始点）に位置している。
これと共に円筒カム１５ａに配置されているフラグ１８がセンサＳ３に位置するときにはカムプレート８はセンタ位置Ｃｐに位置することを検知する。
【００４５】
従って、センサＳ１がＯＦＦ、センサＳ２がＯＦＦ、センサＳ３がＯＮの時にはカムプレート８はセンタ位置Ｃｐに位置している。
そこで第1ホームポジジョンＨｐ１とセンタ位置Ｃｐとの間でカムプレート８を往復動するときには第1グループ４Ａ（例えば２穴穿孔）のパンチ動作が繰り返され、第２ホームポジジョンＨｐ２とセンタ位置Ｃｐとの間で往復動するときには第２グループ４Ｂ（例えば３穴穿孔）のパンチ動作が繰り返されることとなる。これらのセンサＳ１、Ｓ２、Ｓ３の検出信号により穿孔動作の制御が可能となる。
【００４６】
本発明は上述の円筒カム１５（駆動カム手段）を次のように構成したことを特徴としている。前述の螺旋カム溝１６のピッチと長さは、モータの負荷トルクとカムプレート８のストロークＳｔを考慮して設定する。
そして螺旋カム溝１６にはカムプレート８の右限、左限位置で閉じることなく環状溝１９ａ，１９ｂが連続するように形成されている。つまり図４に示すように螺旋カム溝１６には左限位置に環状溝１９ａが、右限位置に環状溝１９ｂが連続するように連結されている。
【００４７】
つまり円筒カム１５ａは中央部の螺旋カム溝１６は所定ピッチで傾斜したカム面に形成され、左右端部はピッチ角度が実質的に［ゼロ］である、環状溝１９ａ、１９ｂで形成されている。
この環状溝１９にフォロアピン１７が位置するときには実質的にカムプレート８は左右動することなくその位置にとどまる。
【００４８】
上記環状溝１９とカムプレート８の作動カム溝９との関係は、環状溝１９にフォロアピン１７が位置するときには、カム溝９はすべてのパンチ部材４を上死点位置Ｕｐに保持する位置関係に設定されている。
これは円筒カム１５ａがコントロール不能となったときフォロアピン１７は環状溝１９に沿って円周方向に周回動するためであり、このときパンチ部材４が穿孔方向に動作して不慮の事故を引き起こさないためである。
【００４９】
上記カムプレート８は駆動モータＤｍによって往復動し、パンチ部材４を穿孔方向に上下動する。このときシートジャム、装置故障、停電などで装置が停止すると、使用者（オペレータ）がカムプレート８を手動で位置移動してジャムシートを除去するなどの処置を施す。
このメンテナンス操作のためカムプレート８に操作摘み（不図示）、モータ回転軸に手動ハンドル（不図示）を設ける場合がある。このような不規則操作のときカム溝９の位置とパンチ部材４の位置が狂うことがある。
例えば複数のパンチ部材４を負荷トルクを軽減するために位相差δを形成して穿孔タイミングを時間的にずらす前述の構成を採用したときには、この位置を再現できなくなる恐れがある。
【００５０】
そこで螺旋カム溝１６でカムプレート８を往復駆動する場合には、カム溝に右限位置Ｈｐ１又は左限位置Ｈｐ２を超えてカム位置が移動しないようにストッパ壁を設ける必要がある。
このストッパ壁は、センサの故障、ノイズ、制御プログラムの暴走、モータのドライブ回路の暴走などで停止すべきモータが回転し続けるとストッパ壁を破損、フォロアピンを破損、などの故障と、モータの発熱、故障などを招く。
【００５１】
［ストッパ機構の第１実施形態］
その実施形態は、環状溝１９の円周方向の一部に径路切換片２５が設けてある。図４に示すように螺旋カム溝１６と環状溝１９（１９ａ、１９ｂ）との分岐部にはフラッパ片２５が支軸２５ｘで揺動可能に設けられている。このフラッパ片２５は図４（ｂ）に示すように円筒カム１５ａが反時計方向に回転するときにはフラッパ片２５は破線方向に揺動してフォロアピン１７が環状溝１９に沿って旋回動するように案内する。
【００５２】
このフラッパ片２５は図示しない付勢スプリングで図示実線方向に付勢され、円筒カム１５ａを時計方向回転するときには環状溝１９に沿って旋回動するフォロアピン１７を螺旋カム溝１６に向けて案内する。
これは駆動モータＤｍが暴走回転したとき、螺旋カム溝１６のピッチ角度に応じてフォロアピン１７は螺旋溝の進み方向に移動する（図４に示すピッチ角度では左限位置側に移動）。そして環状溝１９ｂによってフォロアピン１７の破損を未然に防止することとなる。
【００５３】
そして駆動モータＤｍの暴走の原因が解決した時にはフォロアピン１７は螺旋カム溝１６側に復帰することが好ましい（装置の再起動のため）。
このため図示の装置は円筒カム１５ａが暴走回転方向と反対方向に回転すると、運動規制手段（フラッパ片２５、後述のストッパ壁２１、ストッパ片２４）で自動的に螺旋カム溝１６に復帰するように構成してある。
なお、図示しないが螺旋カム溝１６の右限位置にも同様の環状溝１９ａが設けてあり、この場合との運動規制手段は回転方向が反対方向となる。
【００５４】
［ストッパ機構の第２実施形態］
図５（ａ）（ｂ）に示す実施形態は、フォロアピン１７を、これと係合する環状溝１９からストッパ壁２１を乗り越えるように移動可能に構成する実施形態を示す。
図示のものはベースフレーム１に設けたブラケット２２にフォロアピン１７をスプリング２３で出没可能に取り付ける。
そしてスプリング２３の付勢力でフォロアピン１７が環状溝１８に嵌合し、スプリング２３に抗する力が及んだ時にはフォロアピン１７は環状溝１８から離脱する方向に上下移動可能に構成する。
【００５５】
図５（ａ）（ｂ）は、右限位置と左限位置、それぞれに形成されている環状溝１９ａ、１９ｂの一方を示すが、右限位置と左限位置に対象となる位置に対向するストッパ壁２１が設けてある。このストッパ壁２１には円筒カム１５ａの回転方向（図示矢印方向；図５反時計方向）にモータの駆動力が伝達される。
【００５６】
そして、ストッパ壁２１には図示するようなジャンプ面２１ｊが形成してあり、円筒カム１５ａが矢印方向に回転するときに、ストッパ壁２１にフォロアピン１７が突き当たるとその作用でカムプレート８は停止する。
そして予め設定した所定の力Ｆを越えると、フォロアピン１７はスプリング２３の抗力に反して環状溝１９との係合を解除する方向（図５上方向）に移動する。このピンの浮き上がり作用でフォロアピン１７はストッパ壁２１を乗り越えて、環状溝１８に沿って周回動する。また、円筒カム１５ａを反対方向（時計方向）に回転すると、フォロアピン１７はストッパ壁２１を乗り越えることなく螺旋カム溝１６に沿って移動する。
【００５７】
このように駆動モータＤｍが暴走したとき、円筒カム１５ａは連続して回転し、フォロアピン１７を損壊する恐れが生ずる。このときフォロアピン１７は右限又は左限の何れか（モータの回転方向によって決定される）に移動する。この右限又は左限位置に螺旋カム溝１６と連続して環状溝1９ａ、１９ｂが設けられているのでフォロアピン１７は破損することなくこの環状溝１９に沿って旋回動を繰り返す。
そしてストッパ壁２１はオペレータがカムプレート８を手動操作したときにフォロアピン１７にそれ以上の移動を阻止する力が及びその操作を禁止する作用を果たす。
【００５８】
このような構成において、駆動モータＤｍをポジションセンサＳの信号で正逆回転すると、カムプレート８はホームポジションＨｐからセンタ位置Ｃｐ間で往復移動し、第１グループ４Ａのパンチ部材４ｂ，４ｄに、又は第２グループ４Ｂのパンチ部材４ａ，４ｃ，４ｄに穿孔動作を実行させる。
【００５９】
その過程でシートジャムなどの装置停止の不具合が発生すると、オペレータはカムプレート８の位置を手動で移動してジャムシートを除去する。このときカムプレート８を右限又は左限位置を超えて移動しないようにストッパ壁２１が阻止力として作用する。
また、モータの過剰回転が発生したときにはフォロアピン１７はスプリング２３の作用で壁面を乗り越えて環状溝１９内を円周方向に旋回運動する。
このためストッパ壁の破損すること、フォロアピンを破損すること、あるいは駆動モータの発熱事故、故障を未然に防止することが可能となる。
【００６０】
［ストッパ機構の第３実施形態］
図５（ｃ）（ｄ）に示す実施形態は、環状溝１９に形成するストッパ手段が所定圧力以上で係合解除方向に移動する場合を示す。
環状溝１９には、弾性部材から形成したストッパ片２４が設けてあり、このストッパ片２４は弾性に富んだ板バネで構成されている。そして環状溝１９内にフォロアピン１７の運動を遮るように突出して配置され、所定以上の力がフォロアピン１７から作用するとバネ力で図５（ｃ）の状態から（ｄ）の状態に退避する。その作用は前述の第１実施形態と同様であり、同一符合を付して説明を省略する。
【００６１】
次に図３（ｂ）に示す、作動カム９と駆動カム手段１５の位置関係について説明する。作動カム９は前述したようにカムプレート８に複数のパンチ部材４に対応する位置に配置され、パンチ部材４のカムピン１０が係合されている。
この作動カム９は図示するように各パンチ部材４を上死点Ｕｐに保持する水平方向溝９ｘとパンチ部材４を上死点Ｕｐと下死点Ｄｐとの間で上下移動する傾斜垂直方向溝９ｙとを有するV字状溝カムで構成されている。
【００６２】
そして前述の螺旋カム溝１６はその右限端に環状溝１９ａが形成され、左限端に環状溝１９ｂが形成されている。そしてカムプレート８の作動カム９と円筒カム１５ａの螺旋カム溝１６及び環状溝１９とは、フォロアピン１７が螺旋カム溝１６に沿って移動するときには各パンチ部材４を上死点Ｕｐと下死点Ｄｐとの間で上下移動する。
これと共にフォロアピン１７が環状溝１９に沿って旋回動する時には各パンチ部材４を上死点Ｕｐに位置保持する位置関係に構成されている。
【符号の説明】
【００６３】
１ ベースフレーム
２ 上部フレーム
２ａ 上フランジ部
２ｂ 下フランジ部
２ｙ 軸受
２ｚ 軸受
３ 下部フレーム
４ パンチ部材（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ）
４Ａ 第１グループ（４ｂ，４ｄ）
４Ｂ 第２グループ（４ａ，４ｃ，４ｅ）
８ カムプレート
９ 作動カム溝
９ｘ 水平方向成分
９ｙ 傾斜垂直方向成分
１０ フォロアピン
１２ フラグ
１３ 回転軸（駆動軸）
１４ 減速歯車機構
１４ｘ 受動歯車
１５ 駆動カム手段
１５ａ 円筒カム
１６ 螺旋カム溝
１７ フォロアピン
１８ センサフラグ
１９ａ、１９ｂ 環状溝
２０ ストッパ手段
２１ ストッパ壁
２２ ブラケット
２３ スプリング
２４ ストッパ片
２５ フラッパ片
Ｓ１，Ｓ２ 作動部センサ
Ｓ３ 駆動部センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明はシートにファイル穴を穿孔するシート穿孔装置に係わり、耐久性と安全性に富んだ穿孔機構の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にこの種の穿孔装置は、シートの搬送経路中に配置され通過するシートにファイリング穴のパンチ処理した後に下流側の処理トレイなどに収容している。そして装置構造は、フレームにパンチ部材を上下動可能に配置し、各パンチ部材をカム機構などで上下動している。
【０００３】
この穿孔動作のためのカム機構としては回転軸に偏心カムを配置し、カムの回転でパンチ部材を上下動する機構と、所定ストロークで往復動する板カム（スライドカム板）にＶ字状カム溝を形成してパンチ部材を上下動している。
【０００４】
例えば特許文献１には、複数のパンチ部材を所定間隔で直線的に配列し、パンチの穿孔方向と直交する方向にカム板を設けてパンチ部材を上下動させている。直線方向に所定ストロークで往復動するカム板にはＶ字状のカム溝が形成され、この溝に各パンチ部材に設けたカムピンを係合させている。そしてカム板は装置フレームに往復動可能に支持すると共に、駆動モータで往復動させている。
【０００５】
この駆動モータとカム板とは、モータの回転を、ラック‐ピニオン機構で連結している。つまりに装置フレームにカム板を往復移動可能に取付け、このカム板にラックを一体成形してモータの回転軸に連結したピニオンを噛合させている。
そしてカム板にセンサフラグを設け、その位置をセンサで検出して右限位置と左限位置との間でモータを正逆転することによって往復動させている。
また、この場合に文献１には開示されていないが所定ストロークで往復動するカム板にはストッパが設けてあり、その右限位置と左限位置との間でのみ往復動するように運動規制している。
【０００６】
一方、モータの回転を直線運動に変換する機構としては、ラック‐ピニオン機構、螺旋カム機構、ハートカム機構などが知られている。このようにループ状に連続運動するカム機構と、直線往復運動するカム機構のいずれも知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２６００８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述のように所定ストロークで往復動するカム板で複数のパンチ部材を上下動するパンチ機構は既に知られている。この場合に従来は、カム板と駆動モータとをラック‐ピニオン機構で駆動連結しているため、歯車の動作音による騒音と歯車のバックラッシュによるパンチ動作の位置ズレなどの問題が知られている。
例えば複数のパンチ部材に時間差を設けてパンチ動作させることによって負荷トルクの軽減を図ろうとすると、バックラッシュによるパンチの位置ズレが発生してトルク軽減が得られない結果をもたらせている。
【０００９】
そこで本出願人は、カム板と駆動モータとを螺旋カム機構で駆動伝達することを試みた。これによって騒音の問題とパンチの位置ズレの問題の解決が得られた。
【００１０】
ところが、螺旋カム機構を採用すると、駆動モータで螺旋カムを回転させてカム溝に係合したフォロアピンでカム板（スライドカム）に往復運動を生起することとなる。そして螺旋カム溝には、所定角度位置でフォロアピンを停止するストッパが右限、左限、両位置に設けてある。
【００１１】
ところが、カム板の位置を検出するセンサの故障、センサ信号のノイズ影響、動作プログラムの暴走、などによって螺旋カム溝を備えた円筒カムが必要以上に回転する問題が生ずる。例えば左限位置を検出するセンサ信号が、故障、ノイズなどの影響を受けるとモータは停止することなく左限方向に回り続ける。その結果、フォロアピンか螺旋カムのカム壁（ストッパ壁）が破損するか、若しくは駆動モータが故障する問題が発生する恐れがある。
【００１２】
本発明は、所定ストロークで往復動するカム部材によって複数のパンチ部材を穿孔方向に移動する駆動機構において駆動部の故障が少なく、カムとパンチ部材との位置関係を正確に位置制御することができ耐久性に富んだ穿孔装置の提供をその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を達成するため本発明は、複数のパンチ部材を上下移動するムプレートを所定ストロークで往復動する際に、螺旋カム溝を有する円筒カムを駆動モータで回転し、そのカム溝にスライドカムに設けたフォロアピンを嵌合する。
そして螺旋カム溝にはカムプレートが左限又は右限に位置するとき、円周方向に回転する環状溝を連結してその一部にフォロアピンの円周方向への運動を制限するストッパ部材を設けたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、所定ストロークで往復動するカムプレートでパンチ部材にパンチ動作させる際に、カムプレートを往復動する螺旋カム溝に右限、左限位置でフォロアピンを円周方向に旋回動させる環状溝を連設させ、この環状溝にその運動を制限するストッパ部材を設けたものであるから以下の顕著な効果を奏する。
【００１５】
モータの回転を直線運動に変換してカムプレートに伝達する螺旋カム溝に右限、左限位置のときフォロアピンを円周方向に旋回動させる環状溝を設け、この溝に運動規制するストッパ部材を設けてあるから、フォロアピンとカム溝が破損する恐れがない。
つまり、センサ故障、検出信号のノイズ、動作プログラムを暴走などの原因が発生しても、螺旋カム溝もこれに係合したフォロアピンもいずれも破損する恐れがない。
【００１６】
これと共に駆動モータに過剰の負荷が及んで発熱による事故或いはモータ故障に発展することがない。なお、ストッパ部材の運動規制強度は、オペレータ作業、メンテナンス作業でカムプレートとモータの位置を手作業で変更整可能であって、フォロアピン・カム壁などが破損しない範囲で設定する。
【００１７】
またそのための構造はカムプレートに往復運動を伝達する螺旋カム溝に円周方向への回転を許容する環状溝を連設し、この溝にフォロアピンの運動を制限するストッパ部材を設けたのみであるから、至って簡単な構造で安価に採用することが出来る。
【００１８】
更に、本発明におけるストッパ部材は、カム溝とカムフォロアピンの少なくとも一方を、他方との係合を解除する方向に移動可能に構成し、所定の力が作用したとき円周方向への運動を許容するように構成する。これによって簡単な構造でモータの故障とパンチ機構の故障を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係わるシート穿孔装置の全体構成の説明図。
【図２】図１の装置における要部説明図であり、（ａ）は図１の縦断説明図を示し、（ｂ）は作動カム手段（カムプレート）のカム形状を示す。
【図３】図１の装置における駆動機構の説明図であり、（ａ）は全体構成図を示し、（ｂ）は作動カムと駆動カム手段との位置関係を示す説明図。
【図４】図３の駆動機構における円筒カム（螺旋カム）の構造を示す説明図を示し、（ａ）は全体斜視図であり、（ｂ）はストッパ機構の説明図。
【図５】図４の螺旋カムとフォロアピンの係合状態を示す示し、（ａ）（ｂ）はその一実施形態を、（ｃ）（ｄ）は、異なる実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下図示の好適な実施の形態について本発明を詳述する。図１は本発明に係わるシート穿孔装置の全体構成を示す。図１のシート穿孔装置はベースフレーム１と、穿孔動作する複数のパンチ部材４と、刃受孔５と、パンチ部材を穿孔動する駆動手段Ｍで構成されている。
【００２１】
ベースフレーム１は上部フレーム２と下部フレーム３で構成され、シートの通過間隙ｄを隔てて上部フレーム２と下部フレーム３が対向配置されている。
上部フレーム２には複数のパンチ部材４ａ，４ｂ，４ｃ…が直線状に配列され、各パンチ部材は上部フレーム２に上下動可能に軸受け支持されている。
各パンチ部材４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅを総称する）は、第１グループ４Ａ（４ｂ，４ｄ；２穴穿孔）と第２グループ４Ｂ（４ａ，４ｃ，４ｅ；３穴穿孔）に区分けされ、選択的に穿孔動作するように構成されている。
つまり後述する駆動手段の作動方向（回転方向）によって第１グループ４Ａのパンチが穿孔動作を執行し、反対方向の回転で第２グループ４Ｂのパンチが穿孔動作するように構成される。このため各パンチ部材４はファイル穴の規格に応じた間隔で直線上に配列されている。
【００２２】
図示の上部フレーム２は、図２に示すように断面コ字状（チャンネル鋼材）のフレーム材で構成され、上下に対向する上フランジ部２ａに軸受２ｙが下フランジ部２ｂに軸受２ｚが形成されている。この軸受２ｙ、２ｚはそれぞれ複数のパンチ部材４を個々に軸受け支持するように上下対向する位置に配置されている。そしてパンチ部材４の移動方向が穿孔方向（図１及び図２上下、Ｘ方向）に設定されている。
【００２３】
上記パンチ部材４は第１グループ４Ａと第２グループ４Ｂに区割してあるが、これはファイル穴を例えば２穴穿孔する場合と３穴穿孔する場合に用途に応じて切り換える構成を示す。
つまり図１において第１グループ４Ａは２つのパンチ部材４ｂ，４ｄで、第２グループ４Ｂは３つのパンチ部材４ａ，４ｃ，４ｅでグループ分けされている。このグループ分けは２穴と３穴に限らず、２穴４穴切り換え、３穴４穴切り換えなどの組み合わせであっても良い。
【００２４】
上記各パンチ部材４は、ロッド形状（軸形状）に形成され下端部に穿孔刃４ｘが形成され、その刃先は逆Ｕ字状、逆Ｖ字状など先鋭形状に形成されている。
このよう刃先４ｘを先鋭形状に形成したのは、複数のパンチ部材に、ほぼ同時（後述する位相差は存在するが略々同時）に穿孔動作させるため、刃先を先鋭形状にして負荷トルクを低減するためである。
このほかパンチ部材を回転させながら上死点から下死点に移動する穿孔方向を採用する場合には、刃先４ｘを逆Ｕ字状、逆V字状に形成することによってパンチ部材の回転でシートにせん断力を付与するためである。
【００２５】
上記下部フレーム３は、上部フレーム２との間にシートの通過間隔ｄが形成され、シートを載置する紙載面（ガイド面；図２参照）６と、各パンチ部材４に対向する位置に刃受孔５（５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ）が配置されている。
そして上部フレーム２との間隔ｄにシートを挿入し、パンチ部材４を上死点から下死点に移動する過程で刃先４ｘが刃受孔５に貫挿してシートにファイル穴を穿孔することとなる。下部フレーム３の下方には、屑紙片を回収する屑ボックス７が設けられている。
【００２６】
この屑ボックス７はベースフレーム１（上部材フレームか又は下部フレーム）に着脱可能に取付けられている。図示のものは、下部フレーム３にスライドレール（不図示）が設けてあり、このレールに屑ボックス７がスライド可能に支持されている。
従って屑ボックス７は図２前後方向に引き出し可能に装着され、内部に収納した屑紙片を取り除くことができるように構成している。
【００２７】
［駆動機構の説明］
上述のパンチ部材４を穿孔方向に上下動する機構について「カムプレート構成」「ドライブ構成」の順に説明する。
「カムプレート構成」
上述のベースフレーム１（図示のものは上部フレーム２）に所定ストロークＳｔで往復動するカムプレート８が設けられ、このカムプレート８に各パンチ部材４を上死点Ｕｐと下死点Ｄｐとの間で上下動する作動カム溝９が設けられている。このカム溝９に後述するパンチ部材４のカムピン１０が嵌合してある。
【００２８】
カムプレート８には複数のパンチ部材4に対応する位置にカム溝９（９ａ，９ｂ，９ｃ）が設けられ、この各カム溝９には各パンチ部材4に植設されたフォロアピン１０（１０ａ〜１０ｄ；以下「カムピン」という）が係合してある。
カム溝９は、Ｖ字形状に形成され、カムプレート８の移動に伴ってパンチ部材４を上死点Ｕｐから下死点Ｄｐの間で往復動する（図２（ｂ）参照）。
このカム溝９は水平方向成分９ｘと傾斜垂直方向成分９ｙで構成され、水平方向成分９ｘでパンチ部材４を上死点Ｕｐに静止保持し、傾斜垂直方向成分９ｙでパンチ部材４を上方から下方に、また下方から上方に移動する溝形状に構成されている。
【００２９】
上記カムプレート８は上部フレーム２に穿孔方向（Ｘ方向）と直交する方向（図１水平方向）に所定ストロークＳｔで往復動するように取り付けられている。そしてこのカムプレート８は偏平形状の板状部材に形成され、このプレートを摺動可能に支持するレール部材１１（１１ａ〜１１ｄ）が上部フレーム２の上下フランジ部に折曲げ形成されている。
この他、カムプレート８とベースフレーム１とは、一方に植設ピンを、他方にこのピント係合するスリット溝を設けてカムプレート８をスライダブリに支持しても良い。
【００３０】
上記カムプレート８に形成されたカム溝９について説明する。カム溝９は図１に示すように複数のパンチ部材４に対向する位置に形成され、前述したように第１グループ４Ａと第２グループ４Ｂに区割されている。そして水平方向成分９ｘと、傾斜垂直方向成分９ｙを有するＶ字カムで形成されている。
【００３１】
このとき図２（ｂ）に示すように、第１、第２グループに属するパンチ部材４は、同時に穿孔動作することなく動作タイミングを時間的にズラして穿孔動作するようにカム溝９は間隔δずつ位相差を有するようになっている。
例えば２穴穿孔の時には第１のパンチ部材４ｂが先に、第２のパンチ部材４ｄが後に穿孔動作するように位相差δが設けられている。同様に３穴穿孔の時には、パンチ部材４ａ、４ｃ、４ｅの順に穿孔するようになっている。これは駆動モータＤｍに作用する負荷トルクを軽減するためである。
【００３２】
次に上述のカムプレート８を所定ストロークで往復動する駆動手段Ｍの構成について説明する。カムプレート８は駆動モータＤｍの正逆転によって所定ストロークＳｔで往復直線動する。
このときカムプレート８のカム溝９は図１に示すようにストロークＳｔで、その右限位置Ｈｐ１からセンタＣｐに移動するときには２穴穿孔（第１グループ４Ａ)を実行し、左限位置Ｈｐ２からセンタＣｐに移動するときには３穴穿孔（第２グループ４Ｂ）を実行する。
従ってカムプレート８のホームポジションの選択によってグループ分けされた複数のパンチ部材４を選択して穿孔動作させるように構成される。
【００３３】
なお、前述のカムプレート８には、その位置を検出するフラグ１２と作動部センサＳ１、Ｓ２が設けられている。このセンサＳ１、Ｓ２は後述する駆動部センサＳ３と共同してカムプレート８のセンタ位置Ｃｐと右限位置Ｈｐ１と左限位置Ｈｐ２を検出する。
【００３４】
上記カムプレート８には、駆動モータＤｍと伝動手段１４が連結されている。駆動モータＤｍは正逆転可能なＤＣモータ、ステッピングモータ等で構成され、その正逆方向回転でプレート８をセンタ位置Ｃｐと第１第２ポジジョンＨｐ１、Ｈｐ２間で往復動する。
このため駆動モータＤｍの回転軸（駆動軸）１３を減速歯車機構１４で駆動カム手段１５に伝達する。
【００３５】
駆動カム手段１５は、駆動モータＤｍの回転運動を直線運動に変換してカムプレート８に伝達する。このためベースフレーム１（図示のものは下部フレーム２）に駆動モータＤｍと、その減速歯車機構１４と、駆動カム手段１５が取り付けられている。
図示の駆動カム手段１５は、円筒カム１５ａで構成されカムプレート８の運動方向（図１Ｙ方向）は沿って螺旋カム溝１６が形成されている。
【００３６】
このような構成で、円筒カム１５ａの回転でその外周に形成された螺旋カム溝１６は、これに嵌合したフォロアピン１７を図示Ｙ方向に直線往復動する。螺旋カム溝１６は等ピッチでフォロアピン１７を等速運動で左右直線方向に移動する。
このフォロアピン１０はカムプレート８に一体に形成され、その詳細な構造は後述する。図３にドライブ機構を示すが、駆動モータＤｍから減速歯車機構１４で円筒カム１５ａに正逆方向の回転を伝達するように連結されている。円筒カム１５ａには外周に螺旋カム溝１６が形成され、この螺旋カム溝１６にフォロアピン１７が嵌合されている。
【００３７】
このような構成において駆動モータＤｍで円筒カム１５ａを反時計方向（矢印方向）に回転すると、フォロアピン１７は図３（ｂ）右端（第１ホームポジション）から左端に移動する。
また駆動モータＤｍを逆回転するとフォロアピン１０は図３左端（第２ホームポジション）から右端に移動する。このフォロアピン１７の右限位置Ｈｐ１と左限位置Ｈｐ２との間の往復運動で所定のストロークＳｔが設定される。
【００３８】
そして図１に示すようにフォロアピン１７は右限位置Ｈｐ１と左限位置Ｈｐ２との間をストロークＳｔで往復動し、その中間点であるセンタ位置Ｃｐで、第１グループ４Ａと第２グループ４Ｂが切り換えられる。
特に図示しないが、制御手段（駆動モータＤｍのドライバ回路を制御する例えば制御ＰＣＰＵ）は第１グループ４Ａの穿孔が選択された時にはカムプレート８を第１ホームポジションＨｐ１に移動し、第２グループ４Ｂの穿孔が選択された時には第２ホームポジジョンＨｐ２に移動する。
【００３９】
そして各ホームポジションからセンタ位置Ｃｐに移動する過程で穿孔動作を実行する。この移動は駆動モータＤｍの回転量を前述の作動部センサＳ１Ｓ２と後述する駆動部センサＳ３で制御する。
また第１、第２グループの穿孔動作を連続して実行するときには、各ホームポジジョンＨｐ１，Ｈｐ２からセンタ位置Ｃｐに移動し、次いでセンタ位置Ｃｐからホームポジジョンに復帰移動する動作で後続シートに穿孔し、これを繰り返すことによって連続穿孔する。
なお、装置の元ホームポジジョンは第１ホームポジションＨｐ１に設定（デホルト設定）されている。
【００４０】
駆動カム手段１５としては回転運動を直線運動に変換する種々のカム機構が採用可能であり、図示の螺旋カム溝１６に限定されるものではない。例えばカム溝がループ状に形成されたハート形カムであっても回転運動を直線運動に変換することが可能である。
【００４１】
本発明の駆動カム手段１５について図４（ａ）に従って説明する。前述したように駆動モータＤｍと同様に下部フレーム３に円筒カム１５ａが回転可能に軸受支持されている。この円筒カム１５ａには受動歯車１４ｘが一体に形成され、この歯車には駆動モータＤｍに連結した減速歯車１４ａ、１４ｂ…が連結されている。
従って駆動モータＤｍの回転で円筒カム１５ａを正逆方向に回転することが可能となる。
【００４２】
円筒カム１５ａの外周には、カムプレート８のストローク方向に螺旋カム溝１６が形成されている。この螺旋カム溝１６にはカムプレート８に一体形成（植設）したフォロアピン１７が係合してある。
このような構成において駆動モータＤｍで円筒カム１５ａを回転すると、これに形成された螺旋カム溝１６に沿ってフォロアピン１７が左右動し、カムプレート８を所定ストロークで往復動することとなる。
【００４３】
上記円筒カム１５ａには、カムプレート８の位置を検出する駆動部センサＳ３が次のように設けられている。円筒カム１５ａには円周方向にセンサフラグ１８が配置され、その位置を検知することによって円筒カムの角度位置を検出することができる。
【００４４】
上述の作動部センサＳ１、Ｓ２と駆動部センサＳ３の作用について説明する。カムプレート８をスライダブリに支持する上部フレーム２には、第１ホームポジションＨｐ１を検出するセンサＳ１と、第２ホームポジションHｐ２を検出するセンサＳ２が配置されている。一方カムプレート８にはセンサフラグ１２が設けられている。
そしてフラグ１２をセンサＳ１が検出する時にはカムプレート８は第１ホームポジションＨｐ１（２穴穿孔時の動作開始点）に位置し、センサＳ２がフラグを検出する時には第２ホームポジションHｐ２（３穴穿孔の動作開始点）に位置している。
これと共に円筒カム１５ａに配置されているフラグ１８がセンサＳ３に位置するときにはカムプレート８はセンタ位置Ｃｐに位置することを検知する。
【００４５】
従って、センサＳ１がＯＦＦ、センサＳ２がＯＦＦ、センサＳ３がＯＮの時にはカムプレート８はセンタ位置Ｃｐに位置している。
そこで第1ホームポジジョンＨｐ１とセンタ位置Ｃｐとの間でカムプレート８を往復動するときには第1グループ４Ａ（例えば２穴穿孔）のパンチ動作が繰り返され、第２ホームポジジョンＨｐ２とセンタ位置Ｃｐとの間で往復動するときには第２グループ４Ｂ（例えば３穴穿孔）のパンチ動作が繰り返されることとなる。これらのセンサＳ１、Ｓ２、Ｓ３の検出信号により穿孔動作の制御が可能となる。
【００４６】
本発明は上述の円筒カム１５（駆動カム手段）を次のように構成したことを特徴としている。前述の螺旋カム溝１６のピッチと長さは、モータの負荷トルクとカムプレート８のストロークＳｔを考慮して設定する。
そして螺旋カム溝１６にはカムプレート８の右限、左限位置で閉じることなく環状溝１９ａ，１９ｂが連続するように形成されている。つまり図４に示すように螺旋カム溝１６には左限位置に環状溝１９ａが、右限位置に環状溝１９ｂが連続するように連結されている。
【００４７】
つまり円筒カム１５ａは中央部の螺旋カム溝１６は所定ピッチで傾斜したカム面に形成され、左右端部はピッチ角度が実質的に［ゼロ］である、環状溝１９ａ、１９ｂで形成されている。
この環状溝１９にフォロアピン１７が位置するときには実質的にカムプレート８は左右動することなくその位置にとどまる。
【００４８】
上記環状溝１９とカムプレート８の作動カム溝９との関係は、環状溝１９にフォロアピン１７が位置するときには、カム溝９はすべてのパンチ部材４を上死点位置Ｕｐに保持する位置関係に設定されている。
これは円筒カム１５ａがコントロール不能となったときフォロアピン１７は環状溝１９に沿って円周方向に周回動するためであり、このときパンチ部材４が穿孔方向に動作して不慮の事故を引き起こさないためである。
【００４９】
上記カムプレート８は駆動モータＤｍによって往復動し、パンチ部材４を穿孔方向に上下動する。このときシートジャム、装置故障、停電などで装置が停止すると、使用者（オペレータ）がカムプレート８を手動で位置移動してジャムシートを除去するなどの処置を施す。
このメンテナンス操作のためカムプレート８に操作摘み（不図示）、モータ回転軸に手動ハンドル（不図示）を設ける場合がある。このような不規則操作のときカム溝９の位置とパンチ部材４の位置が狂うことがある。
例えば複数のパンチ部材４を負荷トルクを軽減するために位相差δを形成して穿孔タイミングを時間的にずらす前述の構成を採用したときには、この位置を再現できなくなる恐れがある。
【００５０】
そこで螺旋カム溝１６でカムプレート８を往復駆動する場合には、カム溝に右限位置Ｈｐ１又は左限位置Ｈｐ２を超えてカム位置が移動しないようにストッパ壁を設ける必要がある。
このストッパ壁は、センサの故障、ノイズ、制御プログラムの暴走、モータのドライブ回路の暴走などで停止すべきモータが回転し続けるとストッパ壁を破損、フォロアピンを破損、などの故障と、モータの発熱、故障などを招く。
【００５１】
［ストッパ機構の第１実施形態］
その実施形態は、環状溝１９の円周方向の一部に径路切換片２５が設けてある。図４に示すように螺旋カム溝１６と環状溝１９（１９ａ、１９ｂ）との分岐部にはフラッパ片２５が支軸２５ｘで揺動可能に設けられている。このフラッパ片２５は図４（ｂ）に示すように円筒カム１５ａが反時計方向に回転するときにはフラッパ片２５は破線方向に揺動してフォロアピン１７が環状溝１９に沿って旋回動するように案内する。
【００５２】
このフラッパ片２５は図示しない付勢スプリングで図示実線方向に付勢され、円筒カム１５ａを時計方向回転するときには環状溝１９に沿って旋回動するフォロアピン１７を螺旋カム溝１６に向けて案内する。
これは駆動モータＤｍが暴走回転したとき、螺旋カム溝１６のピッチ角度に応じてフォロアピン１７は螺旋溝の進み方向に移動する（図４に示すピッチ角度では左限位置側に移動）。そして環状溝１９ｂによってフォロアピン１７の破損を未然に防止することとなる。
【００５３】
そして駆動モータＤｍの暴走の原因が解決した時にはフォロアピン１７は螺旋カム溝１６側に復帰することが好ましい（装置の再起動のため）。
このため図示の装置は円筒カム１５ａが暴走回転方向と反対方向に回転すると、運動規制手段（フラッパ片２５、後述のストッパ壁２１、ストッパ片２４）で自動的に螺旋カム溝１６に復帰するように構成してある。
なお、図示しないが螺旋カム溝１６の右限位置にも同様の環状溝１９ａが設けてあり、この場合との運動規制手段は回転方向が反対方向となる。
【００５４】
［ストッパ機構の第２実施形態］
図５（ａ）（ｂ）に示す実施形態は、フォロアピン１７を、これと係合する環状溝１９からストッパ壁２１を乗り越えるように移動可能に構成する実施形態を示す。
図示のものはベースフレーム１に設けたブラケット２２にフォロアピン１７をスプリング２３で出没可能に取り付ける。
そしてスプリング２３の付勢力でフォロアピン１７が環状溝１８に嵌合し、スプリング２３に抗する力が及んだ時にはフォロアピン１７は環状溝１８から離脱する方向に上下移動可能に構成する。
【００５５】
図５（ａ）（ｂ）は、右限位置と左限位置、それぞれに形成されている環状溝１９ａ、１９ｂの一方を示すが、右限位置と左限位置に対象となる位置に対向するストッパ壁２１が設けてある。このストッパ壁２１には円筒カム１５ａの回転方向（図示矢印方向；図５反時計方向）にモータの駆動力が伝達される。
【００５６】
そして、ストッパ壁２１には図示するようなジャンプ面２１ｊが形成してあり、円筒カム１５ａが矢印方向に回転するときに、ストッパ壁２１にフォロアピン１７が突き当たるとその作用でカムプレート８は停止する。
そして予め設定した所定の力Ｆを越えると、フォロアピン１７はスプリング２３の抗力に反して環状溝１９との係合を解除する方向（図５上方向）に移動する。このピンの浮き上がり作用でフォロアピン１７はストッパ壁２１を乗り越えて、環状溝１８に沿って周回動する。また、円筒カム１５ａを反対方向（時計方向）に回転すると、フォロアピン１７はストッパ壁２１を乗り越えることなく螺旋カム溝１６に沿って移動する。
【００５７】
このように駆動モータＤｍが暴走したとき、円筒カム１５ａは連続して回転し、フォロアピン１７を損壊する恐れが生ずる。このときフォロアピン１７は右限又は左限の何れか（モータの回転方向によって決定される）に移動する。この右限又は左限位置に螺旋カム溝１６と連続して環状溝1９ａ、１９ｂが設けられているのでフォロアピン１７は破損することなくこの環状溝１９に沿って旋回動を繰り返す。
そしてストッパ壁２１はオペレータがカムプレート８を手動操作したときにフォロアピン１７にそれ以上の移動を阻止する力が及びその操作を禁止する作用を果たす。
【００５８】
このような構成において、駆動モータＤｍをポジションセンサＳの信号で正逆回転すると、カムプレート８はホームポジションＨｐからセンタ位置Ｃｐ間で往復移動し、第１グループ４Ａのパンチ部材４ｂ，４ｄに、又は第２グループ４Ｂのパンチ部材４ａ，４ｃ，４ｄに穿孔動作を実行させる。
【００５９】
その過程でシートジャムなどの装置停止の不具合が発生すると、オペレータはカムプレート８の位置を手動で移動してジャムシートを除去する。このときカムプレート８を右限又は左限位置を超えて移動しないようにストッパ壁２１が阻止力として作用する。
また、モータの過剰回転が発生したときにはフォロアピン１７はスプリング２３の作用で壁面を乗り越えて環状溝１９内を円周方向に旋回運動する。
このためストッパ壁の破損すること、フォロアピンを破損すること、あるいは駆動モータの発熱事故、故障を未然に防止することが可能となる。
【００６０】
［ストッパ機構の第３実施形態］
図５（ｃ）（ｄ）に示す実施形態は、環状溝１９に形成するストッパ手段が所定圧力以上で係合解除方向に移動する場合を示す。
環状溝１９には、弾性部材から形成したストッパ片２４が設けてあり、このストッパ片２４は弾性に富んだ板バネで構成されている。そして環状溝１９内にフォロアピン１７の運動を遮るように突出して配置され、所定以上の力がフォロアピン１７から作用するとバネ力で図５（ｃ）の状態から（ｄ）の状態に退避する。その作用は前述の第１実施形態と同様であり、同一符合を付して説明を省略する。
【００６１】
次に図３（ｂ）に示す、作動カム９と駆動カム手段１５の位置関係について説明する。作動カム９は前述したようにカムプレート８に複数のパンチ部材４に対応する位置に配置され、パンチ部材４のカムピン１０が係合されている。
この作動カム９は図示するように各パンチ部材４を上死点Ｕｐに保持する水平方向溝９ｘとパンチ部材４を上死点Ｕｐと下死点Ｄｐとの間で上下移動する傾斜垂直方向溝９ｙとを有するV字状溝カムで構成されている。
【００６２】
そして前述の螺旋カム溝１６はその右限端に環状溝１９ａが形成され、左限端に環状溝１９ｂが形成されている。そしてカムプレート８の作動カム９と円筒カム１５ａの螺旋カム溝１６及び環状溝１９とは、フォロアピン１７が螺旋カム溝１６に沿って移動するときには各パンチ部材４を上死点Ｕｐと下死点Ｄｐとの間で上下移動する。
これと共にフォロアピン１７が環状溝１９に沿って旋回動する時には各パンチ部材４を上死点Ｕｐに位置保持する位置関係に構成されている。
【符号の説明】
【００６３】
１ ベースフレーム
２ 上部フレーム
２ａ 上フランジ部
２ｂ 下フランジ部
２ｙ 軸受
２ｚ 軸受
３ 下部フレーム
４ パンチ部材（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ）
４Ａ 第１グループ（４ｂ，４ｄ）
４Ｂ 第２グループ（４ａ，４ｃ，４ｅ）
８ カムプレート
９ 作動カム溝
９ｘ 水平方向成分
９ｙ 傾斜垂直方向成分
１０ フォロアピン
１２ フラグ
１３ 回転軸（駆動軸）
１４ 減速歯車機構
１４ｘ 受動歯車
１５ 駆動カム手段
１５ａ 円筒カム
１６ 螺旋カム溝
１７ フォロアピン
１８ センサフラグ
１９ａ、１９ｂ 環状溝
２０ ストッパ手段
２１ ストッパ壁
２２ ブラケット
２３ スプリング
２４ ストッパ片
２５ フラッパ片
Ｓ１，Ｓ２ 作動部センサ
Ｓ３ 駆動部センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線上に配列され穿孔方向に上下動する複数のパンチ部材と、
前記穿孔方向と略直交する方向に所定ストロークで往復動するカムプレートと、
前記カムプレートに形成され前記複数のパンチ部材がそれぞれ上死点と下死点との間で上下動する作動カム溝と、
前記パンチ部材に穿孔動作させるための駆動モータと、
前記駆動モータの回転を直線運動に変換して前記カムプレートに伝達する駆動カム手段と、
を備え、
前記駆動カム手段は、
装置フレームに回動可能に支持され前記カムプレートの移動方向に沿って形成された螺旋カム溝を有する円筒カムと、
この円筒カムに前記駆動モータの回転を伝達する伝動手段と、
で構成され、
前記カムプレートには、装置フレームに直線往復動可能に支持されると共に前記螺旋カム溝に係合するフォロアピンが設けられ、
前記円筒カムには、
前記螺旋カム溝の左限端又は右限端に連なる環状溝が設けられ、この環状溝は前記フォロアピンが円周方向に旋回動可能となるように構成され、
前記環状溝の一部には前記フォロアピンを前記環状溝側に案内するか前記螺旋カム溝側に案内するか方向選択する運動規制手段が設けられていることを特徴とするシート穿孔装置。
【請求項２】
前記運動規制手段は、前記環状溝と前記螺旋カム溝との分岐部に設けられ前記円筒カムの回転方向に応じて前記フォロアピンを前記環状溝側に案内するか前記螺旋カム溝側に案内するストッパ部材であることを特徴とする請求項１に記載のシート穿孔装置。
【請求項３】
前記カムプレートに形成された前記作動カム溝は、
各パンチ部材を上死点に保持する水平方向溝と、
各パンチ部材を上死点と下死点との間で上下動する傾斜垂直方向溝と、
を有するV字形状に構成され、
前記カムプレートは、
前記フォロアピンが前記螺旋カム溝に沿って移動するときには各パンチ部材を上死点と下死点との間で上下動し、
前記フォロアピンが前記環状溝に沿って旋回動するときには各パンチ部材を上死点に位置保持することを特徴とする請求項１に記載のシート穿孔装置。
【請求項４】
前記環状溝のストッパ部材は、
前記円筒カムの一方向回転ではフォロアピンの円周方向運動を許容し、反対方向回転ではフォロアピンの円周方向運動を拒否して螺旋カム溝へ移動させることを特徴とする請求項２に記載のシート穿孔装置
【請求項５】
前記環状溝のストッパ部材は、
前記フォロアピンの円周方向への移動を阻止するストッパ壁で構成され、
前記フォロアピンは、
前記環状溝の係合方向に出没可能に形成され、
このストッパ壁とフォロアピンとは所定以上の力が作用するとフォロアピンが円周方向に移動可能となることを特徴とする請求項２に記載のシート穿孔装置
【請求項６】
前記環状溝のストッパ部材は、
前記フォロアピンの円周方向への移動を阻止するストッパ壁で構成され、
このストッパ壁はフォロアピンの移動軌跡内に出没可能に形成され、
所定以上の力が作用すると前記フォロアピンの円周方向への移動を許容することを特徴とする請求項２に記載のシート穿孔装置。
【請求項７】
前記環状溝と前記作動カム溝とは、
前記環状溝に前記フォロアピンが係合するとき、
前記複数のパンチ部材を上死点位置に待機させる位置関係に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のシート穿孔装置。
【請求項８】
前記作動カム溝は略Ｖ字形状のカム溝で形成され、
前記複数のパンチ部材を上死点位置と下死点位置との間で上下動するように形成されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のシート穿孔装置。
【請求項９】
シートを順次搬送する搬送経路と、
前記搬送経路から送られたシートを一時的に載置する処理トレイと、
前記処理トレイに配置された後処理手段と、
前記処理トレイから送られたシートを収容するスタックトレイと、
を備え、
前記搬送経路には搬送するシートにファイリング穴を穿孔するシート穿孔装置が配置されると共に、
このシート穿孔装置は請求項１乃至８のいずれか１項に記載の構成を備えていることを特徴とする後処理装置。
【請求項１０】
前記後処理手段は前記処理トレイ上に集積されたシートに綴じ処理を施すステープルユニットであることを特徴とする請求項９に記載の後処理装置。
【請求項１】
直線上に配列され穿孔方向に上下動する複数のパンチ部材と、
前記穿孔方向と略直交する方向に所定ストロークで往復動するカムプレートと、
前記カムプレートに形成され前記複数のパンチ部材がそれぞれ上死点と下死点との間で上下動する作動カム溝と、
前記パンチ部材に穿孔動作させるための駆動モータと、
前記駆動モータの回転を直線運動に変換して前記カムプレートに伝達する駆動カム手段と、
を備え、
前記駆動カム手段は、
装置フレームに回動可能に支持され前記カムプレートの移動方向に沿って形成された螺旋カム溝を有する円筒カムと、
この円筒カムに前記駆動モータの回転を伝達する伝動手段と、
で構成され、
前記カムプレートには、装置フレームに直線往復動可能に支持されると共に前記螺旋カム溝に係合するフォロアピンが設けられ、
前記円筒カムには、
前記螺旋カム溝の左限端又は右限端に連なる環状溝が設けられ、この環状溝は前記フォロアピンが円周方向に旋回動可能となるように構成され、
前記環状溝の一部には前記フォロアピンを前記環状溝側に案内するか前記螺旋カム溝側に案内するか方向選択する運動規制手段が設けられていることを特徴とするシート穿孔装置。
【請求項２】
前記運動規制手段は、前記環状溝と前記螺旋カム溝との分岐部に設けられ前記円筒カムの回転方向に応じて前記フォロアピンを前記環状溝側に案内するか前記螺旋カム溝側に案内するストッパ部材であることを特徴とする請求項１に記載のシート穿孔装置。
【請求項３】
前記カムプレートに形成された前記作動カム溝は、
各パンチ部材を上死点に保持する水平方向溝と、
各パンチ部材を上死点と下死点との間で上下動する傾斜垂直方向溝と、
を有するV字形状に構成され、
前記カムプレートは、
前記フォロアピンが前記螺旋カム溝に沿って移動するときには各パンチ部材を上死点と下死点との間で上下動し、
前記フォロアピンが前記環状溝に沿って旋回動するときには各パンチ部材を上死点に位置保持することを特徴とする請求項１に記載のシート穿孔装置。
【請求項４】
前記環状溝のストッパ部材は、
前記円筒カムの一方向回転ではフォロアピンの円周方向運動を許容し、反対方向回転ではフォロアピンの円周方向運動を拒否して螺旋カム溝へ移動させることを特徴とする請求項２に記載のシート穿孔装置
【請求項５】
前記環状溝のストッパ部材は、
前記フォロアピンの円周方向への移動を阻止するストッパ壁で構成され、
前記フォロアピンは、
前記環状溝の係合方向に出没可能に形成され、
このストッパ壁とフォロアピンとは所定以上の力が作用するとフォロアピンが円周方向に移動可能となることを特徴とする請求項２に記載のシート穿孔装置
【請求項６】
前記環状溝のストッパ部材は、
前記フォロアピンの円周方向への移動を阻止するストッパ壁で構成され、
このストッパ壁はフォロアピンの移動軌跡内に出没可能に形成され、
所定以上の力が作用すると前記フォロアピンの円周方向への移動を許容することを特徴とする請求項２に記載のシート穿孔装置。
【請求項７】
前記環状溝と前記作動カム溝とは、
前記環状溝に前記フォロアピンが係合するとき、
前記複数のパンチ部材を上死点位置に待機させる位置関係に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のシート穿孔装置。
【請求項８】
前記作動カム溝は略Ｖ字形状のカム溝で形成され、
前記複数のパンチ部材を上死点位置と下死点位置との間で上下動するように形成されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のシート穿孔装置。
【請求項９】
シートを順次搬送する搬送経路と、
前記搬送経路から送られたシートを一時的に載置する処理トレイと、
前記処理トレイに配置された後処理手段と、
前記処理トレイから送られたシートを収容するスタックトレイと、
を備え、
前記搬送経路には搬送するシートにファイリング穴を穿孔するシート穿孔装置が配置されると共に、
このシート穿孔装置は請求項１乃至８のいずれか１項に記載の構成を備えていることを特徴とする後処理装置。
【請求項１０】
前記後処理手段は前記処理トレイ上に集積されたシートに綴じ処理を施すステープルユニットであることを特徴とする請求項９に記載の後処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−８６１９１（Ｐ２０１３−８６１９１Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２６０７１（Ｐ２０１１−２２６０７１）
【出願日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【出願人】（０００２３１５８９）ニスカ株式会社 (568)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【出願人】（０００２３１５８９）ニスカ株式会社 (568)
【Ｆターム（参考）】
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