JPH0679697A - ロータリパンチユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子複写機等に搭載され、複写とほぼ同時に
ファイリング孔を得るため、穿孔に必要な剪断角を確保
できるロータリパンチユニットを提供する。 【構成】 軸心が相互に平行に配置された一対の回転軸
の一方に装着されたパンチと、前記回転軸の他方に装着
され、前記パンチと同期して穿孔するダイスからなり、
該ダイスの上面であるダイス面を、ダイスの軸心線に対
してパンチの先端面と鋭角を形成するように傾いた平
面、また前記ダイス孔の軸心線に対してパンチの先端面
と鋭角を形成する如く、前記ダイス孔の軸心線に対して
垂直かあるいは傾いた平面と剪断の後半部でさらに前記
鋭角の角度が増加するように傾いた平面との複数の断面
で構成して、パンチの先端面とダイス面とで相互に剪断
角を設け、パンチとダイスを同期させつつ、前記一対の
回転軸をそれぞれ反対方向に回転させて噛み合わせ、シ
ート材に穿孔することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は種として、コピーした用
紙等のシート材をファイルにするための綴孔の穿孔に用
いられるロータリパンチユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】コピーした用紙等のシート材をファイル
する時には、綴孔を穿孔する必要がある。従来、この綴
孔を穿孔する方法としては、コピーした複数枚の用紙の
端部を人手でそろえ、孔明機（通称パンチまたは手動パ
ンチと呼ばれる）によって穿孔する方法が多用されてい
る。しかし、孔明機を用いて手動で穿孔する方法は、用
紙の端部を人手でそろえたり、穿孔する位置を確認した
り等の煩わしさがあるため、近年コピー機内に穿孔用の
装置を内蔵させて、コピーとほぼ同時に穿孔してしまい
たいという要望が生じてきた。この穿孔方法としてコピ
ー機内で用紙の端部を機械的に自動でそろえ、それを上
下運動するパンチと固定されたダイスで穿孔する方法、
または回転運動するパンチとダイスにより単数枚または
一度に複数枚穿孔する方法が知られている。

【０００３】そして、回転運動するパンチと同じ回転運
動するダイスを噛み合わせて穿孔する装置としては、実
開昭６３−１５４１９９号公報に開示されたものが知ら
れている。ここで開示されている装置は、ダイを形成す
る回転体の外周の中心よりの距離がポンチが嵌入し始め
る位置より嵌入し終わる位置へと次第に増大しているこ
とを特徴とするものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】パンチとダイスを用い
て穿孔する装置は局部的に見ると、いずれも用紙を剪断
するという構造になるので孔部全周を一度に剪断しよう
とすると非常に大きな剪断力が必要になってくる。そこ
で、前述した手動の孔明機においても、図６に示すよう
にパンチの先端部にその中心線に沿って三角形に切取っ
て逆Ｖ字形状の刃先を設け、パンチとダイスのその刃先
部に相互に剪断角を構成させ、徐々に用紙を剪断するこ
とにより小さい剪断力で穿孔できるような工夫がなされ
ている。

【０００５】そして、この構造の孔明け装置は、パンチ
とダイスの軸心は、実質的に平行な方向に装着されてい
る。このため、この構造の孔明け装置は、全体構造が背
高になるうえに、駆動系の構造を複雑にしないようにす
るために、駆動系をパンチの上方に設ける必要があり、
この点も装置が背高になることを助長している。そこ
で、回転軸上にパンチとダイスを設置し回転運動するパ
ンチとダイスで穿孔するロータリ式のパンチを用いるこ
とによって、孔明け装置全体の占有面積を軽減しようと
する試みがなされている。

【０００６】前述した方法のうちで、回転運動するパン
チとダイスにより穿孔する装置の場合においては、ダイ
スの上の面であるダイス面の形状としては、円筒状と平
面状の二つが考えられる。ダイスを円筒状にする場合、
円筒の外側にダイス孔を開けるため、孔径や孔の位置の
精度を高度に出すことが非常に難しくなるが、パンチと
ダイスの刃先部が相互になす剪断角は維持できる。上記
の孔精度の不具合は孔が楕円形となって表われ、シート
に一部切残しが生ずるものであることもわかった。

【０００７】一方、ダイス面を平面状でしかもダイス孔
の軸心に直交させる場合には、ダイスの孔開けは容易で
あるので、孔径や孔の位置も精度良く加工ができる。し
かし、ダイス面をこのような平面上にした場合、パンチ
とダイスの噛み合いが進むにつれて剪断角が小さくなっ
て、穿孔の後半部では、パンチとダイスの刃先がなす剪
断角が0ないし0に近くなって必要な穿孔力が非常に大き
くなってしまうという問題点があった。そのため、場合
によっては穿孔ができなくなることもある。したがっ
て、非常に大きなトルクを有する駆動源を搭載する必要
がある。

【０００８】上述した従来技術のうち、ダイス面が円筒
の外周にあるものは、図４に示すようにパンチの刃先と
ダイス面の接線との間で剪断角が形成され、回転が進行
しても剪断角は変化しない。またダイス面が平面である
場合の剪断角の変化の状況を図５を用いて説明する。パ
ンチとダイスが回転して噛み合い始め、シートの穿孔が
開始された時には、パンチとダイスの軸心は所定の角度
をもって交差しており、パンチの刃先とダイス面との間
に剪断角が形成されている。そして、回転が進むにつれ
て剪断角が減少して、最終的には剪断が0になるか、ま
たはほとんど0に近くなってしまう。そのため、残りの
穿孔部分は、瞬間的に全部穿孔しなければならないか
ら、大きな駆動トルクが必要となるのである。本発明
は、上記の問題点を解消して回転運動するパンチとダイ
スによって穿孔する装置において、穿孔に必要な十分な
剪断角を確保して確実に穿孔できるロータリパンチユニ
ットを提供しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上述の問題
点を解消するため検討するうち、ダイス孔を加工する時
にダイス面を平面として、この平面に対して垂直方向に
ドリルで孔を加工した後、この平面の一部または全面を
ダイス孔の軸心に対して斜めに傾いた平面を加工してや
ればパンチとダイスの刃先が相互になす剪断角を確保で
きるような構造とすることができることを見出して本発
明を完成したものである。パンチとダイスが噛み合って
穿孔を開始し、さらにパンチとダイスが回転して穿孔が
進行し、終了するまで剪断角が確保できれば搭載すべ
き、駆動源のトルクを小さくすることができるのであ
る。

【００１０】すなわち本発明は、軸心が相互に平行に配
置された一対の回転軸の一方に装着されたパンチと、前
記回転軸の他方に装着され、前記パンチと同期に穿孔す
るダイスからなり、該ダイスの上面であるダイス面を、
前記ダイスの軸心線に対してパンチの先端面と鋭角を形
成するように傾けられた平面、また前記ダイス孔の軸心
線に対してパンチの先端面と鋭角を形成する如く、前記
ダイス孔の軸心線に対して垂直かあるいは傾いた平面と
剪断の後半部でさらに前記鋭角の角度が増加するように
傾いた平面との複数の断面で構成して、前記パンチの先
端面と前記ダイス面とで相互に剪断角を設け、前記パン
チと前記ダイスを同期させつつ、前記一対の回転軸をそ
れぞれ反対方向に回転させて噛み合わせ、シート材に穿
孔することを特徴とするロータリパンチユニットであ
る。

【００１１】

【作用】本発明においては、同期して回転するパンチと
ダイスが噛み合い始めるとパンチ先端面とダイス面が鋭
角を形成して剪断角が生じて穿孔が始まる。ダイス面が
ダイスの軸心に対し傾いた面で構成されている場合、噛
み合い始めの剪断角のαは、噛み合いが進むと次第に小
さくなり、穿孔に必要な力も次第に大きくなっていく
が、穿孔が終了するまで剪断角が確保できる。一方、ダ
イス面がダイスの軸心線に垂直な平面と傾いた平面とで
構成されるか、または軸心線に傾いた複数の平面とで構
成された場合、パンチはまずダイスの軸心線と垂直なダ
イス面と噛み合って穿孔し、途中まで穿孔が進んだ時に
(およそ１／２）ダイス面とパンチ先端の刃先とでなす
剪断角が0になるが、次の瞬間には、パンチはダイスの
軸心に対して傾いたもう一つのダイス面とで剪断角を形
成して円滑な穿孔が継続される。すなわち、最初の平面
と角度をなすもう一つの平面とで噛み合い始めるので、
この時点で切断角αが再度形成されるのである。

【００１２】

【実施例】本発明を実施例と図面に基づいて詳細に説明
する。図１は本発明に係るロータリパンチユニットの一
実施例を示す斜視図、図２は図１の断面図である。ま
ず、パンチ先端面１ｃとパンチ逃げ部１ｄを有するパン
チ部１ａを加工し、パンチボス部１ｂに固着した後、パ
ンチの回転軸１ｅ上に一体的に固定してパンチ１とし
た。パンチ部１ａは後述するダイス１とのかじりを避け
るため、パンチ刃先１ｃよりも小径のパンチ逃げ部１ｄ
を設けて、象の足形状とした。パンチ先端近傍の形状
は、ダイス１とのかじりが避けられればよいのであっ
て、その形状は特に象の足形状でなくてもよい。

【００１３】ダイス２は、円筒形状の外周の一部を平面
状態に研磨除去して第一ダイス面２ｂを加工し、この第
一ダイス面２ｂに対して、直角にドリルによってダイス
孔２ａを設けた。このダイス孔２ａの軸心に対して、第
一ダイス面２ｂは垂直な面となる。次にダイス孔２ａの
軸心に対し、所定の角度を持って第二ダイス面２ｃを研
磨加工し、さらにダイス孔の下部や反対側に抜きかすが
除去しやすいように一部削りとっておくと共に、ダイス
ボス部２ｄを形成させた。そして、ダイスボス部２ｄを
もって、ダイス回転軸２ｅ上に固定してダイスを完成し
た。

【００１４】パンチ回転軸１ｅとダイス回転軸２ｅに図
示しない駆動源を連結し、パンチ１とダイス２が同期し
て回転してパンチ刃先１ｃとダイス孔２ａとが円滑に噛
み合うように調整した。次にパンチ１のパンチ刃先１ｃ
とダイス２のダイス孔２ａが噛み合って、両者が互いに
剪断角を形成して行く状況を説明する。パンチとダイス
の噛み合いが開始された直後の両者の位置関係を示した
ものが図２である。この時、ダイスの刃先１ｃと第一ダ
イス面２ｂとの間には、第一の剪断角α₁が形成され、
シート材の穿孔が始まる。

【００１５】回転が進行するにつれて、第一剪断角α₁
は徐々に減少し、0に近くなる。この時、パンチ刃先１
ｃは第一ダイス面２ｂと第二ダイス面２ｃとの交点付近
まで進行している。さらに回転が進行してパンチ刃先１
ｃが第二ダイス面２ｃまで進行した時、剪断角は第二剪
断角α₂となって穿孔が進行し、剪断角α₂が減少して行
く。そして、穿孔が終了した時、パンチとダイスの噛み
合いが外れる。このような穿孔の進行状況を示したもの
が図３である。剪断角α₁は、パンチとダイスの寸法的
な位置関係によって決まってくるが、α₂−α₁で表わさ
れるダイスの２平面の角度の差は4°以下が望ましい。

【００１６】本実施例では、ダイス面を第一ダイス面２
ｂと第二ダイス面２ｃとして、本発明を説明したが、ダ
イス孔２ａの軸心に対して傾きを有する第二ダイス面２
ｃを加工する時、さらに多目に研磨して、パンチ刃先１
ｃが第二ダイス面２ｃとのみ剪断角α₂だけ形成するよ
うな構造としても同じ効果が得られる。ダイス２の形状
もダイス面以外は状況に応じて適宜最適な形状とすれば
よい。例えば、本実施例ではダイス面の反対側は空洞状
になっており、回転時のバランスが良くないので、この
部分にバランスとなる部材を設ければよい。

【００１７】従来の、パンチが上下運動してダイスとで
穿孔する穿孔装置は穿孔時に紙などのシート材の搬送を
停止しなければならないが、本発明のロータリパンチユ
ニットでは紙を搬送したままで穿孔できるので、複写機
に搭載した時、穿孔のために複写速度が低下するような
こともない。また、通常の0.1mm厚さの複写用紙に6mmφ
の孔を２ヶ明けるとき、従来の図５に示すようなダイス
孔と直行する平面のみでダイス面が形成された構造のパ
ンチでは、2100g・cmのトルクが必要であったが、本発明
のロータリパンチユニットでは1810g・cmのトルクでも十
分穿孔することができるので、パンチの原価低減はもち
ろん複写機の消費電力も削減することが可能である。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、従来一平面によりダイ
ス面を成形していたパンチよりも10〜20%程度切断トル
クの小さい駆動源を搭載することができるのでパンチユ
ニットのコスト低減が可能となる。しかも、ダイス孔を
加工する時、平面に垂直に孔加工をするので、孔の精度
を容易に維持できるので、局部的に切残しが生ずるよう
な不具合も解消できた。さらに紙を一時停止させないで
も穿孔できるので、複写速度が低下することもなく、さ
らにパンチ用の駆動源が小型なものにできるので、複写
機の消費電力の低減にも効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるロータリパンチユニットの一実施
例を示す斜視図である。

【図２】本発明によるロータリパンチユニットの一実施
例を示す図１の断面図である。

【図３】本発明のロータリパンチユニットの一実施例に
よる穿孔状を示す概念図である。

【図４】従来のダイス面が円筒の外周でなるロータリパ
ンチユニットによる穿孔状況を示す概念図である。

【図５】従来のダイス面がダイス孔と垂直な平面でなる
ロータリパンチユニットによる穿孔状況を示す概念図で
ある。

【図６】従来のパンチがダイスに対し、上下運動するパ
ンチユニットの概念図である。

【符号の説明】

１ パンチ、１ａ パンチ部、１ｂ パンチボス部、１
ｃ パンチ先端面、１ｄ パンチ逃げ部、１ｅ パンチ
回転軸、２ ダイス、２ａ ダイス孔、２ｂ第一ダイス
面、２ｃ 第二ダイス面、２ｄ ダイスボス部、２ｅ
ダイス回転軸、α₁ 第一剪断角、α₂ 第二剪断角

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸心が相互に平行に配置された一対の回
   転軸の一方に装着されたパンチと、前記回転軸の他方に
   装着され、前記パンチと同期して穿孔するダイスからな
   り、該ダイスの上面であるダイス面を、前記ダイスの軸
   心線に対してパンチの先端面と鋭角を形成するように傾
   けられた平面、または前記ダイス孔の軸心線に対してパ
   ンチの先端面と鋭角を形成する如く、前記ダイス孔の軸
   心線に対して垂直かあるいは傾いた平面と剪断の後半部
   でさらに前記鋭角の角度が増加するように傾いた平面と
   の複数の断面で構成して、前記パンチの先端面と前記ダ
   イス面とで相互に剪断角を設け、前記パンチと前記ダイ
   スを同期させつつ、前記一対の回転軸をそれぞれ反対方
   向に回転させて噛み合わせ、シート材に穿孔することを
   特徴とするロータリパンチユニット。