JPH0929698A - 電動式パンチユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数枚重ねられた被穿孔材を、小さい押込み
力で穿孔でき、穿孔屑の飛散が防止できる軽量の電動式
パンチユニットを提供することを目的とする。 【構成】 円筒状の切刃を有するパンチを回転しながら
軸方向に移動して、その切刃を被穿孔材に貫入して穿孔
する電動式パンチユニットにおいて、先端に前記パンチ
を設け胴部外径に螺旋状の突起部を設けた中空円筒状の
スピンドルと、該スピンドルの螺旋状の突起部に係合す
る螺旋状溝を内径に備えた円筒孔を有し該円筒孔に前記
スピンドルを回転かつ軸方向移動自在に支承する固定ま
たは回転する係合部材と、前記スピンドルの突起部と前
記係合部材の螺旋状の溝とを係合させて前記スピンドル
を回転かつ軸方向に往復移動する駆動手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機またはその周辺
機器に内蔵し、複写が完了した用紙を複数枚重ねて自動
的に綴じ穴を穿孔する電動式パンチユニットに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来の紙等に綴じ穴を穿孔する穿孔機と
しては、円筒状のパンチを回転しないで押し込んで穿孔
する穿孔機（特開昭６２−１７３１９９号公報、特開昭
６３−１２１８６２号公報、実公平６−１８７９７号公
報）や、円筒状の穿孔ドリル刃を回転しながら押し下げ
て穿孔する穿孔機（実公昭５９−２８７９９号公報）等
が一般に知られている。

【０００３】また、近年においては複写機の普及と高速
化に伴い、コピー処理後に自動的に綴じ穴を穿孔する穿
孔機が要求されるようになり、例えば、前記特開昭６３
−１２１８６２号公報に示される複写機の用紙排出口に
設けられた穿孔機や、実開昭６３−１５４１９９号公報
に示される排出される用紙を一枚づつ穿孔する穿孔機な
どが開示されている。

【０００４】また、穿孔屑を飛散させないために、ダイ
ス下部に穿孔屑を押し上げる突状部を有する穿孔補助体
を設けて中空円筒状のパンチの中空部に穿孔屑を押し込
む穿孔機が開示されている（実公平６−１８７９７号公
報）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開昭６２−１７３１９９号公報、特開昭６３−１２１８
６２号公報、実公平６−１８７９７号公報などに記載の
回転しないパンチを被穿孔材に押し込んで穿孔する穿孔
機では穿孔のために大きな押込み力が必要であり、厚い
被穿孔材や被穿孔材を何枚も重ねて穿孔するには大きな
動力が必要である。また、実公昭５９−２８７９９号公
報記載の穿孔機は、回転する円筒状のパンチにより穿孔
するもので押込み力は小さくてすむが、パンチの回転と
パンチの軸方向の移動に別々の動力を有するので穿孔機
の小形化が困難である欠点がある。また、前記特開昭６
３−１２１８６２号公報や実開昭６３−１５４１９９号
記載の１枚づつ穿孔する穿孔機では、穿孔した用紙を穿
孔後に揃えなければならず、この際に穿孔した穴を基準
にして用紙を揃えることが困難で、用紙の端面を基準に
して揃えると穿孔した穴の位置が一致せず、穴が揃わな
いという問題があった。

【０００６】さらに、穿孔屑の処理方法として、実公平
６−１８７９７号公報記載の穿孔屑処理手段を有する穿
孔機は、回転しないパンチにより押込み穿孔するので、
穿孔時の押込み負荷を小さくするために、穿孔時には穿
孔補助体の突状部が被穿孔部を支えないで穿孔後に突状
部が上昇するようにする複雑な機構が必要である問題点
がある。

【０００７】本発明は上記の問題点を解決するために、
複数枚重ねられた用紙を各々の綴じ穴がずれることなく
同じ位置に、小さい押込み力で自動的に穿孔でき、また
簡単な構造で穿孔屑の飛散を防止する電動式パンチユニ
ットを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の電動式パンチユニットは、円筒状の切刃を
有するパンチと、該パンチに対向する位置に設けられた
ダイスとを備え、前記パンチを回転しながら軸方向に移
動して、前記切刃を前記パンチとダイスとの間に挿入さ
れた被穿孔材に貫入して穿孔する電動式パンチユニット
において、先端に前記パンチを設け胴部外径に螺旋状の
突起部を設けた中空円筒状のスピンドルと、該スピンド
ルの螺旋状の突起部に係合する螺旋状溝を内径に備えた
円筒孔を有し該円筒孔に前記スピンドルを回転かつ軸方
向移動自在に支承する固定係合部材または回転係合部材
と、前記スピンドルの突起部と前記固定係合部材または
回転係合部材の螺旋状の溝とを係合させて前記スピンド
ルを回転かつ軸方向に往復移動する駆動手段とを備えた
ものである。

【０００９】また、上記目的を達成するために、本発明
の電動式パンチユニットは、被穿孔材を挿入する案内部
と前記パンチに対向するダイスとを設けたフレームを備
え、該フレームに前記固定係合部材を固定し、該固定係
合部材の前記円筒孔に前記スピンドルの軸線を前記案内
部に垂直にして回転かつ軸方向に移動自在に支承し、前
記案内部に挿入した被穿孔材に前記パンチを回転しなが
ら貫入・抜去するように、前記スピンドルを正逆回転さ
せて軸方向移動する駆動手段を備えたものである。

【００１０】また、上記目的を達成するために、本発明
の他の電動式パンチユニットは、被穿孔材を挿入する案
内部と前記パンチに対向するダイスとを設けたフレーム
を備え、該フレームに前記回転係合部材を回転自在に軸
支し、該回転係合部材の中心に前記スピンドルの螺旋状
の突起部に係合する螺旋状溝を内径に備えた円筒孔を設
け、該円筒孔に前記スピンドルの軸線を前記案内部に垂
直にして回転かつ軸方向に移動自在に支承し、前記案内
部に挿入した被穿孔材に前記パンチを回転しながら貫入
・抜去するように、前記スピンドルと前記回転係合部材
を前記スピンドルの回転速度が前記回転係合部材の回転
速度より大きく同時・同方向に正逆回転させ、その差動
により前記スピンドルを軸方向移動する駆動手段を備え
たものである。

【００１１】また、本発明の電動式パンチユニットの前
記ダイスは、有芯の円筒リング状の溝を形成し、該リン
グ状溝の外側円の内径は前記パンチの円筒状切刃の外径
より僅かに大きく、溝の内側円を形成する芯の外径は前
記パンチの円筒状切刃の内径よりやや小さく、前記芯は
その先端が勾配または球面をなしていることが穿孔時の
抜き滓を排出しやすくするために望ましい。

【００１２】また、本発明の電動式パンチユニットは、
前記パンチの切刃が被穿孔材の上方にある待機位置の上
死点の位置から、該切刃が前記ダイスの面よりやや下方
のリング状溝に侵入した下死点の位置まで前記スピンド
ルが軸方向に往復移動するように駆動手段を制御する制
御手段を備えることが迅速・自動的に穿孔するために望
ましい。また、前記固定係合部材または回転係合部材の
螺旋状の溝は、めねじで構成され、前記スピンドルの胴
部外径の突起部は、前記めねじに螺合するおねじで構成
されることが簡易に製作できる点で望ましく、或いは、
スピンドルの胴部外径に螺旋状溝、または１もしくは螺
旋状に配置された２以上の窪みを設け、前記溝または窪
みに前記固定係合部材または回転係合部材の内径の螺旋
状の溝に係合する１または２以上の転動部材を配設する
ことにより係合の摩擦を軽減できる。

【００１３】また、本発明の電動式パンチユニットに、
スピンドルの移動と共に軸方向に移動するようにスピン
ドルに弾性的に取り付けた押圧部材が穿孔時に被穿孔材
を押圧する押圧手段を備えることにより、穿孔時の被穿
孔材のずれが防止できて多数枚の穿孔の場合も綺麗に穿
孔できるので好ましく、また、前記押圧手段を、回転し
ないで前記スピンドルの移動と共に軸方向に移動する保
持部材と、該保持部材に支持され穿孔時に被穿孔材を前
記案内面に対して押圧する押圧部材と、待機時に該押圧
部材をその下面が前記パンチの切刃先端より所定寸法下
方に位置し軸方向に移動可能に前記保持部材に支持する
支持手段と、前記保持部材と押圧部材との間に設けられ
被穿孔材を前記押圧部材により押圧付勢する付勢手段と
を備えたものとすることにより一層確実な押圧の効果が
期待できる。

【００１４】

【作用】本発明の電動式パンチユニットは、フレームに
固定された固定係合部材の螺旋状の溝を有する円筒孔
に、スピンドルの胴部外径の突起部を係合させて嵌挿
し、そのスピンドルの先端にパンチを設けているので、
駆動手段によりスピンドルを回転すると、スピンドルの
突起部が螺旋状溝に係合して軸方向に移動し、その先端
のパンチが回転しながら上死点の待機位置から下方に移
動する。これにより、パンチは回転しながら被穿孔材に
貫入し、被穿孔材を穿孔しながら対向する案内面に設け
られたダイスの位置まで移動して穿孔を完了する。本発
明の電動式パンチユニットにはスピンドルの軸方向移動
の制御手段である上下リミットスイッチが設けられてい
るので、パンチの切刃先端がダイス上面よりやや侵入し
た位置で下部リミットスイッチが死点を検出し、その信
号により駆動手段がスピンドルを停止・逆転して、パン
チを被穿孔材から抜去し元の上死点の待機位置まで上昇
する。上死点に達すると、上部リミットスイッチが検出
して駆動手段を停止する。即ち、一つの駆動手段でスピ
ンドルを正逆回転させることにより、パンチの回転と軸
方向移動が同時に行われるので装置が小形化でき、かつ
パンチは回転して切断しながら被穿孔材に押し込まれる
ので、小さい押込み力で穿孔が可能となり駆動手段の動
力が小さくてすむ。

【００１５】また、前記の円筒孔に螺旋状の溝を設けた
係合部材をフレームに固定しないで、フレームに回転自
在に軸承された回転係合部材にして、この回転係合部材
とその円筒孔に嵌挿された中空円筒状のスピンドルと
を、同時同方向に回転させるとともに回転係合部材の回
転速度をスピンドルの回転速度より小さい回転速度とす
ることにより、スピンドルは両者の速度の差だけ軸方向
に移動する。したがって、係合部材を回転した場合は、
係合部材を固定した場合に比し同じ軸方向の移動量に対
してパンチがより多く回転しながら被穿孔材に貫入・穿
孔する。これにより、パンチの切刃による切断がより多
くなるので、より小さい押込み力で穿孔が可能となり駆
動手段の動力がより小さくてすみ、かつ一層綺麗な穿孔
ができる。

【００１６】また、パンチに対向するダイスは芯を有す
る円筒リング状の溝を形成しており、パンチの切刃が被
穿孔材を貫通後にこのリング状溝まで侵入するので、前
記の穿孔の際にできる穿孔屑はこの芯により順次パンチ
の筒状部分へ押し込まれ、パンチの筒状部分及びスピン
ドルの中空部を通ってスピンドルの上部から排出され
る。したがって、穿孔屑が被穿孔材の案内部に散乱し、
次回の穿孔の妨げになったり、あるいは周辺機器、例え
ばセンサ等に付着して誤動作することが防止される。な
お、本発明の穿孔機では切刃が回転しながら押込み穿孔
するパンチを用いているので、穿孔時の負荷が増すこと
なく固定された芯を有するダイスを用いることができ、
前記実公平６−１８７９７号公報記載の穿孔機のように
穿孔補助体を運動させるような複雑な機構を要しない。
また、芯の先端は勾配または球面をなしているので、穿
孔屑は皿状に変形され外径が小さくなってパンチの筒状
部分及びスピンドルの中空部を通過する際の抵抗が少な
く排出が容易になる。

【００１７】また、前記固定係合部材または回転係合部
材の螺旋状の溝をめねじとし、スピンドルの胴部外径の
突起部をそのめねじに螺合するおねじとしても前記のス
ピンドルの回転と軸方向移動を１駆動で行うことがで
き、或いは、スピンドルの胴部外径に螺旋状溝、または
１もしくは螺旋状に配置された２以上の窪みを設け、こ
の溝または窪みに転動部材を配設して、前記固定係合部
材または回転係合部材の内径の螺旋状の溝に係合させる
ようにしても前記と同様の機能が達成できる。

【００１８】さらに、本発明の電動式パンチユニット
に、穿孔時に被穿孔材を押圧する押圧手段を備えること
により、穿孔時にパンチの回転により被穿孔材が連れ回
りしないで被穿孔材のずれが防止でき、多数枚の穿孔の
場合も綺麗に穿孔できる。この押圧手段を、回転しない
で前記スピンドルの移動と共に軸方向に移動する保持部
材に支持され穿孔時に被穿孔材を押圧する押圧部材と、
この押圧部材により被穿孔材を押圧付勢する付勢手段と
を備えたものとすることにより穿孔の始めから穿孔完了
してパンチが被穿孔材から抜かれるまで押圧部材が被穿
孔材を押し続ける。待機位置でパンチの切刃先端は、押
圧部材の下面より所定寸法上方に位置しているので、パ
ンチが降下して押圧部材の下面が被穿孔材を押圧し始め
てもまだ切刃は被穿孔材に接触しないで、さらに降下し
て付勢手段の付勢力により押圧部材が被穿孔材を押圧付
勢した後に穿孔が始まる。したがって、穿孔の始めに被
穿孔材がパンチの回転に連れ回ることがない。また、押
圧部材は支持手段により前記保持部材に軸方向に移動可
能に支持されているので、押圧部材が被穿孔材に接触し
てもパンチはさらに下降することができる。即ち、押圧
部材が付勢手段により被穿孔材を押圧しながらパンチが
下降して穿孔し、穿孔完了して被穿孔材から抜かれるま
で押圧部材が被穿孔材を押し続ける。これにより、被穿
孔材が乱れることがなく一層多数重ねた紙等でも綺麗に
穿孔することができる。

【００１９】

【実施例】以下本発明を図示の実施例について具体的に
説明する。図１は本発明第１実施例の電動式パンチユニ
ットの側面断面図、図２は本発明第２実施例の電動式パ
ンチユニットの側面断面図、図３は本発明第１実施例の
電動式パンチユニットの正面図、図４は本発明実施例の
電動式パンチユニットのパンチ及びダイスの拡大断面
図、図５はパンチの待機位置の上死点における押圧部材
の状態を示す断面図、図６は穿孔中における押圧部材の
状態を示す断面図、図７は本発明第３実施例の電動式パ
ンチユニットの軸承部材とスピンドルの係合方法を示す
図である。

【００２０】図１及び３に示す第１実施例において、フ
レーム１は上部材２、下部材３および左右の側部材４に
より箱型に構成されている。下部材３にはスピンドル１
１を挿通する貫通孔３ａが設けられ、下部材３の下側に
は案内板５が下部材３に平行に固設され、下部材３の底
面と案内板５の案内面５ａとの間で被穿孔材Ｓを挿入す
る案内部９が形成されている。下部材３の一部は延長さ
れて取付部材６を形成し、駆動モータ５０が固設されて
いる。下部材３の上部近傍にガイド部材７が側部材４に
固着され、ガイド部材７にスピンドル１１の外径を嵌挿
して案内面５ａに垂直に滑動・回転自在に摺動させるガ
イド８が固設されている。上部材２の下面には、内径に
スピンドル１１の胴部外径に設けられたおねじ１１ａに
回転自在に螺合するめねじ２１ａが設けられた固定係合
部材２１がガイド８と同軸に固設されている。

【００２１】スピンドル１１は中空円筒状をなし、上部
の胴部外径におねじ１１ａが設けられている。このおね
じ１１ａが前記めねじ２１ａに螺合して固定係合部材２
１に嵌挿され、スピンドル１１が回転かつ軸方向に移動
するようになっている。スピンドル１１の下部外径は前
記ガイド８により滑動・回転自在に保持されている。ス
ピンドル１１の図１の下端内径には、図４に詳細を示す
ようにテーパ１１ｂが設けられ、パンチ１５のテーパシ
ャンク１５ａと嵌合してパンチ１５を固定するようにな
っている。スピンドル１１の中空部内径は、パンチ１５
の内径よりやや大きくしておくとパンチ１５をスピンド
ル１１から外すときに抜きやすく、また後述する穿孔屑
が通過しやすい。

【００２２】パンチ１５は、先端に穿孔する孔径にほぼ
等しい外径の円筒状の切刃１５ｂが設けられ、他端にテ
ーパシャンク１５ａが設けられた薄肉の円筒形状をな
し、内径部から穿孔屑Ｓｃを排出するようになってい
る。そして、前記のようにテーパシャンク１５ａをスピ
ンドル１１のテーパ１１ｂに嵌合させて同軸心に固定さ
れている。スピンドル１１の軸方向の移動により、パン
チ１５の切刃１５ｂが、上死点の待機位置で下部材３の
下面よりやや上（１〜２ｍｍ）に位置し、下死点でダイ
ス３１の面よりやや下のリング溝部に侵入する位置にな
るように設定されている。なお、本実施例ではスピンド
ル１１とパンチ１５を分割したが、両者を一体にしても
良い。

【００２３】ダイス３１は図４に詳細を示すように、環
部３２と芯３３から構成されている。環部３２はその内
径がスピンドル１１の外径よりやや大きいリング状をな
し、パンチ１５に対向する位置にパンチ１５と同軸心に
案内面５ａと面一になるように案内板５に埋め込まれて
嵌着されている。芯３３は段付きボタン状をなし、小径
部３３ｂの上端面が案内面５ａと面一かやや下になるよ
うに大径部３３ａにより環部３２の内径に嵌着され、環
部３２の内径と小径部３３ｂの外径との間でリング溝状
を有するダイスを形成するようになっている。また小径
部３３ｂの先端は穿孔屑の排出が容易なように勾配３３
ｃが設けられている。この先端の勾配３３ｃは球面にし
てもよい。また、ダイス３１は環部３２と芯３３を一体
に製作しても良く、さらに環部３２と案内板５とを一体
にして製作しても良い。

【００２４】スピンドル１１のほぼ中央部外径には歯車
２２が固着され、歯車２２は取付部材６に固設された駆
動モータ５０の軸５１に固定されたピニオン２３と噛み
合い、スピンドル１１を正逆回転させるようになってい
る。上部材２及び下部材３には、それぞれスピンドル１
１の軸方向移動の上・下死点を規制する制御手段として
上部マイクロスイッチ５２及び下部マイクロスイッチ５
３が設けられ、上部マイクロスイッチ５２は歯車２２の
上面を検出して、パンチ１５の切刃１５ｂが下部材３の
下面よりやや上の上死点の待機位置で駆動モータ５０を
停止するように作動する。下部マイクロスイッチ５３
は、歯車２２の下面を検出して切刃１５ｂがダイス３１
の面よりやや下のリング溝に侵入して穿孔を完了した下
死点で駆動モータ５０を停止した後、逆転してパンチ１
５を被穿孔材から引き抜くように作動する。

【００２５】図１には図示を省略したが、本発明の電動
パンチユニットには図６及び７に示す被穿孔材の押圧手
段４０を設けることができる。以下図５及び６を用いて
この押圧手段について説明する。図５は待機位置の押圧
手段の状態、図６は穿孔が完了した位置の押圧手段の状
態を示す図である。押圧手段４０は、保持部材４１と、
被穿孔材を押圧する押圧部材４５と、支持棒４２（支持
手段）と、コイルばね４３（付勢手段）とからなる。保
持部材４１は、ほぼ中央にスピンドル１１を挿通する貫
通孔４１ａが設られた長形板状をなし、貫通孔４１ａに
スピンドル１１を挿通して歯車２２の下面に配設し、そ
の上下面を上部スペーサ４６及び下部スペーサ４７を介
して、歯車２２のボス２２ａとスピンドル１１の外周の
円周溝に嵌挿されたスナップリング４８とにより挟ん
で、スピンドル１１に回転可能に保持されている。ま
た、保持部材４１はフレーム１に固定された図示しない
案内により回転しないように拘束されている。これによ
り保持部材４１はスピンドル１１が回転して軸方向に移
動するとき、回転しないでスピンドル１１と共に軸方向
に移動するようになっている。

【００２６】押圧部材４５は、そのほぼ中心にスピンド
ル１１を挿通する貫通孔４５ａを設けた長形板状をな
し、その上面に２本の頭付きの支持棒（支持手段）４２
が植設されている。この支持棒（支持手段）４２が保持
部材４１に設けられた２か所の孔に挿通されて押圧部材
４５が保持部材４１に吊り下げられている。下部材３に
は、押圧部材４５の外郭よりやや大きい窓３ａが開けら
れ、図５に示すスピンドル１１が待機位置の上死点にあ
るとき押圧部材４５は窓３ａ内で下部材３と同一面にな
るよう位置されている。この待機位置でパンチ１５の切
刃１５ｂは貫通孔４５ａの中で押圧部材４５の押え面よ
りやや上（１〜２ｍｍ）に位置するように設定されてて
いる。支持棒（支持手段）４２には保持部材４１と押圧
部材４５の間に張力を与えるコイルばね（付勢手段）４
３が嵌装されている。

【００２７】次に上記の押圧手段を設けた第１実施例の
電動パンチユニットの動作について、穿孔の動作と押圧
手段の動作に別けて説明する。まず、複数枚重ねた紙な
どの被穿孔材Ｓを案内部９の穿孔位置に挿入し、駆動モ
ータ５０を起動すると、歯車２２がピニオン２３により
駆動されスピンドル１１が正回転する。スピンドル１１
が回転すると、胴部外径に設けられたおねじ１１ａが固
定係合部材２１の内径のめねじ２１ａと係合してスピン
ドル１１は下方軸方向に回転しながら移動する。そし
て、スピンドル１１の先端に設けられたパンチ１５の切
刃１５ｂが回転しながら被穿孔材Ｓを穿孔しはじめる。
穿孔が進行すると、やがてパンチ１５の切刃１５ｂは被
穿孔材Ｓを完全に突き抜け穿孔が完了するが、パンチ１
５はさらに降下して切刃１５ｂが図４及び６に示すよう
にダイス３１の面のやや下の下死点までリング溝に侵入
する。

【００２８】ここで、ダイス３１は芯３３を有するリン
グ溝を形成しているので、パンチ１５の内径部にできた
穿孔屑Ｓｃは、図４に示すようにダイス３１の芯３３の
小径部３３ｂの先端により順次押し上げられて、スピン
ドル１１の中空部を通ってスピンドル１１の上部から排
出される。このため、穿孔屑が案内部５に散乱して次回
の穿孔時の穿孔の妨げになったり、周辺機器のセンサ等
に付着してユニットが誤動作することが防止できる。ま
た、小径部３３ｂの先端は勾配３３ｃまたは球形に形成
されているので穿孔屑Ｓｃが図のように皿状に変形され
てその径が小さくなり、パンチ１５の内径やスピンドル
１１の中空部を通過する際の抵抗が少なくなり穿孔屑の
排出が容易になる。

【００２９】穿孔が完了してパンチ１５が下死点まで降
下すると、下部マイクロスイッチ５３が歯車２２の下面
を検出して、その信号によって駆動モータ５０を停止し
た後、逆転させる。これにより、スピンドル１１のおね
じ１１ａが支承部材２１の内径のめねじ２１ａと係合し
てパンチ１５を回転しながら上方向に移動し、パンチ１
５は被穿孔材から抜き出されて上昇する。パンチ１５が
上死点まで上昇すると、上部マイクロスイッチ５２が歯
車２２の上面を検出し、その信号によって駆動モータ５
０を停止させ待機状態になる。

【００３０】つぎに、上記穿孔時の押圧手段４０の動作
について図５及び図６を用いて説明する。駆動モータ５
０によりスピンドル１１が駆動されて、正回転しながら
待機位置から下方に移動すると、保持部材４１が支持棒
４２により押圧部材４５を吊り下げた状態で、下部スペ
ーサ４７、スナップリング４８により支持されスピンド
ル１１と共に下方に移動する。保持部材４１は、図示し
ない案内により回転を拘束されているので、スピンドル
１１が回転しても回転しないで、図６に示すように押圧
部材４５が被穿孔材Ｓに当たるまで下方に移動する。押
圧部材４５が下降して被穿孔材Ｓに当たると押圧部材４
５の下降は止まるが、この時点ではパンチ１５の切刃１
５ｂは押圧部材４５の押え面よりやや上にあるので、ま
だ穿孔は開始されない。スピンドル１１がさらに回転し
ながら下方に移動すると、スピンドル１１に固着された
歯車２２のボス２２ａの下面と上部スペーサ４６を介し
て保持部材４１は下に押し下げられコイルばね４３を圧
縮して押圧部材４５を被穿孔材Ｓに押圧する。そして押
圧部材４５が被穿孔材Ｓを押圧した後、押圧した状態で
切刃１５ａが被穿孔材Ｓに回転しながら食い込んで穿孔
される。したがって、穿孔の始めに切刃１５ａの回転に
より被穿孔材が回転させられることがなく、多数重ねた
紙等でも綺麗に穿孔することができる。一方、押圧部材
４５の移動が停止しても、支持棒４２が保持部材４１の
孔に軸方向に移動可能に保持されているので保持部材４
１はコイルばね４３を圧縮しながら下方に移動できる。

【００３１】スピンドル１１が下死点に達して穿孔が完
了し、駆動モータ５０が停止・逆転してパンチ１５が上
昇すると、支持部材４１も上昇するが、切刃１５ｂが被
穿孔材Ｓを離れるまでは、コイルばね４３のばね力によ
り押圧部材４５が被穿孔材Ｓを押圧し続ける。切刃１５
ｂが被穿孔材Ｓを離れた後、さらにスピンドル１１が上
昇すると、支持棒４２の頭が支持部材に係止されて押圧
部材４５を吊り上げ、押圧部材４５は下部材３と同一面
の上死点の待機位置へ復帰し、駆動モータ５０が停止す
る。即ち、切刃１５ｂが被穿孔材Ｓに食い込んで穿孔を
開始するときから穿孔が完了して引抜かれるまで、押圧
部材４５が被穿孔材Ｓを押圧し続けるので、穿孔の際に
被穿孔材が乱れることがなく多数重ねた紙等でも綺麗に
穿孔することができる。

【００３２】図２は本発明の電動パンチの第２実施例の
側面断面図を示す。第１実施例では、図１に示すよう
に、めねじ２１ａを設けた固定係合部材２１を上部材２
に固定し、おねじ１１ａを備えたスピンドル１１のみを
回転させたが、第２実施例においては、図２に示すよう
に、図１と同様にスピンドル１１を回転させると同時に
めねじ２１ａ側の係合部材も回転係合部材２６として回
転させる点で異なる。以下、これをさらに詳細に説明す
る。図２に示すように、円板状の回転係合部材２６は、
そのボス２６ａを上部材２の貫通孔２ａに挿通し、スペ
ーサ２７と２８を介して回転係合部材２６の上面とボス
２６ａの外周の円周溝２６ｂに挿嵌したスナップリング
２９とにより上下面を挟んで上部材２に回転自在に軸支
されている。回転係合部材２６の外径には歯車２２より
大径の歯車２６ｃが設けられ、この歯車２６ｃがモータ
５０の軸５１に固定されたピニオン２５に噛み合って回
転係合部材２６を回転駆動されるようになっている。ま
た、回転係合部材２６の中心円筒孔には図１の固定係合
部材２１と同様のめねじ２１ａが設けられ、スピンドル
１１の胴部外径のおねじ１１ａが回転自在に螺合されて
いる。スピンドル１１は、その外径に図１と同様に歯車
２２が固着されピニオン２３を介してモータ５０により
回転駆動される。ピニオン２５はピニオン２３より小径
で、共にモータ５０の軸５１の同軸に固着され、モータ
５０が回転すると回転係合部材２６とスピンドル１１は
同時に同方向に回転するが、回転係合部材２６の回転速
度がスピンドル１１の回転速度より小さい速度で回転す
るようになっている。

【００３３】以下、第２実施例の電動パンチユニットの
動作について説明する。穿孔のためモータ５０を起動す
ると、同軸５１に固定されたピニオン２３及び２５が回
転し、これに噛み合っている歯車２２及び２６ｃを駆動
する。すると、第１実施例と同様にスピンドル１１が回
転し、スピンドル１１はその胴部外径に設けられたおね
じ１１ａが回転係合部材２６の内径のめねじ２１ａに係
合して下方軸方向に回転しながら移動し、その先端に設
けられたパンチ１５の切刃１５ｂが被穿孔材Ｓに回転し
ながら貫入する。しかし、スピンドル１１の回転と同時
に歯車２６ｃにより回転係合部材２６も同方向に回転さ
れるので、スピンドル１１はめねじ２１ａが固定された
第１実施例のようにスピンドル１１の回転ピッチ量だけ
下方には移動しない。すなわち、回転係合部材２６は回
転するだけで上下運動はせず、歯車２２が回転と上下運
動をするので、回転係合部材２６と歯車２２の間が離れ
ると共にスピンドル１１が下方に移動するという動き方
をするのである。したがって、第２実施例では、めねじ
２１ａを設けた回転係合部材２６がスピンドル１１の回
転速度より小さい速度で回転するので、回転係合部材２
６とスピンドル１１の回転の差動分のねじピッチだけス
ピンドル１１が軸方向に移動することになる。例えば、
ねじ１１ａのピッチをＰ＝１ｍｍとすると、第１実施例
においてはスピンドル１１は１回転で１ｍｍ軸方向に移
動する。これに対し第２実施例においては、例えば歯車
２２と歯車２６ｃの回転比を１０：８にとると、スピン
ドル１１は１回転で０．２ｍｍしか移動しないことにな
る。したがって、もし被穿孔材の厚さを５ｍｍとする
と、第１実施例ではパンチ１５の切刃１１ｂは穿孔の開
始から完了までに５回転する。一方、第２実施例では切
刃１１ｂは、２５回転する。即ち、第２実施例において
は、穿孔の際にパンチ１５の切刃１５ｂが第１実施例よ
り多く回転しながら穿孔するので、小さい押込み力でよ
り綺麗な穿孔をすることができる。図２においては省略
したが、第２実施例においても第１実施例と同様の押圧
手段を設けることができる。

【００３４】図７は固定係合部材または回転係合部材の
内径の螺旋状の溝とこれと係合するスピンドルの係合方
法の第３実施例を示す図である。第１及び第２実施例に
おいては固定係合部材または回転係合部材とスピンドル
の係合方法としてねじを用いたが、図７に示す第３実施
例においては、固定係合部材または回転係合部材の内径
に螺旋状の溝２１ｄを設け、スピンドル１１の胴部外径
に設けられた窪み１１ｄに挿入したボール１７を転動部
材として係合させている。これにより、スピンドル１１
に回転を与えると、螺旋状の溝２１ｄの中をボール１７
が転がって移動し、スピンドル１１は軸方向の上下へ移
動する。また、窪み１１ｄは１個でなく複数個の窪みを
螺旋状に配設しても良く、あるいはスピンドル１１の胴
部外径に螺旋状の溝を設けて、この溝に複数のボールを
配列しても良い。第３実施例の係合方法では、ねじによ
るよりも摩擦抵抗が小さいため少ない動力で穿孔できる
利点がある。また、この転動部材としてはボールでなく
溝２１ｄの溝幅の径の円柱をスピンドル１１の外周に埋
め込んでも良い。

【００３５】駆動モータ５０には、直流モータの他パル
スモータ、ステッピングモータあるいは交流モータを使
用してもよい。また、駆動媒体として歯車を使用した
が、ベルトやチェーンでもよいしカップリングによって
駆動してもよい。また、スピンドルの位置の制御手段と
してマイクロスイッチ５２、５３を用いたが、その他の
機械式でも良く、エンコーダと光センサを使用したもの
或いは磁気式のものを使用してもよい。付勢手段として
コイルばねを用いたがゴムを使用してもよい。

【００３６】以上説明したように、本発明実施例の電動
式パンチユニットによれば、中空円筒状のスピンドルの
胴部外径のおねじをフレームに固定された固定係合部材
の内径めねじに螺合させて、スピンドルの先端に設けら
れたパンチを回転させながら軸方向に移動して穿孔する
ので、パンチを回転しないで軸方向の押込みだけで穿孔
する穿孔機に比して、より厚い被穿孔材がより小さい動
力で綺麗に穿孔できる。また、固定した固定係合部材の
代わりに回転する回転係合部材の内径めねじをスピンド
ルのおねじに螺合させて、スピンドルと回転係合部材を
差動回転させることにより、同じ軸方向の移動量に対し
てパンチの切刃をより多く回転しながら被穿孔材に貫入
させることができ、より一層小さい動力で穿孔ができ
る。

【００３７】また、ダイスは有芯のリング溝型を形成
し、その芯の先端が勾配または球面をなしているので、
この芯の先端により穿孔後の穿孔屑が皿状に変形され
て、パンチの筒状部分及びスピンドルの中空部に押し込
まれ、スピンドルの上部から排出されるので穿孔屑の散
乱がなく穿孔屑の排出の抵抗も少ない。

【００３８】また、穿孔時に被穿孔材を押圧する押圧手
段を備えることにより、穿孔時に被穿孔材がパンチの回
転方向に連れ回りしないで被穿孔材のずれが防止でき、
多数枚の穿孔の場合も綺麗に穿孔できる。

【００３９】

【発明の効果】本発明の電動パンチユニットによれば、
複写機用のパンチユニットなどにおいても、重ねた複数
枚の用紙を小さい動力で容易に綺麗な孔の穿孔をするこ
とができ、穿孔後の紙揃えなどの手間がかからない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明第１実施例の電動式パンチユニットの
側面断面図である。

【図２】 本発明第２実施例の電動式パンチユニットの
側面断面図である。

【図３】 本発明第１実施例の電動式パンチユニットの
正面図である。

【図４】 本発明実施例の電動式パンチユニットのパン
チとダイスの拡大断面図である。

【図５】 本発明実施例の電動式パンチユニットの押圧
手段の待機状態の断面図である。

【図６】 本発明実施例の電動式パンチユニットの押圧
手段の穿孔完了状態の断面図である。

【図７】 本発明第３実施例の電動式パンチユニットの
固定係合部材または回転係合部材とスピンドルの係合方
法を示す図である。

【符号の説明】

１ フレーム ２ 上部材 ３ 下部材 ４ 側部材 ５ 案内板 ５ａ 案内面 ６ 取付部材 ７ ガイド部材 ８ ガイド ９ 案内部 １１ スピンドル １１ａ おねじ（突起部） １５ パンチ １５ａ 切刃 １７ ボール（転動部材） ２１ 固定係合部材 ２１ａ めねじ（螺旋状溝） ２２ 歯車 ２３ ピニオン ２５ ピニオン ２６ 回転係合部材 ２６ａ ボス ２６ｃ 歯車 ２７ スペーサ ２８ スペーサ ２９ スナップリング ３１ ダイス ３２ 環部 ３３ 芯 ４０ 押圧手段 ４１ 保持部材 ４２ 支持棒（支持手段） ４３ コイルばね（付勢手段） ４５ 押圧部材 ４６ 上部スペーサ ４７ 下部スペーサ ４８ スナップリング ５０ 駆動モータ（駆動手段） ５１ 軸 ５２ 上部マイクロスイッチ（制御手段） ５３ 下部マイクロスイッチ（制御手段） Ｓ 被穿孔材 Ｓｃ 穿孔屑

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状の切刃を有するパンチと該パンチ
   に対向する位置に設けられたダイスとを備え、前記パン
   チを回転しながら軸方向に移動して、前記切刃を前記パ
   ンチとダイスとの間に挿入された被穿孔材に貫入して穿
   孔する電動式パンチユニットにおいて、先端に前記パン
   チを設け胴部外径に螺旋状の突起部を設けた中空円筒状
   のスピンドルと、該スピンドルの螺旋状の突起部に係合
   する螺旋状溝を内径に備えた円筒孔を有し該円筒孔に前
   記スピンドルを回転かつ軸方向移動自在に支承する固定
   係合部材または回転係合部材と、前記スピンドルの突起
   部と前記固定係合部材または回転係合部材の螺旋状の溝
   とを係合させて前記スピンドルを回転かつ軸方向に往復
   移動する駆動手段とを備えたことを特徴とする電動式パ
   ンチユニット。
2. 【請求項２】 被穿孔材を挿入する案内部と前記パンチ
   に対向するダイスとを設けたフレームを備え、該フレー
   ムに前記固定係合部材を固定し、該固定係合部材の前記
   円筒孔に前記スピンドルの軸線を前記案内部に垂直にし
   て回転かつ軸方向に移動自在に支承し、前記案内部に挿
   入した被穿孔材に前記パンチを回転しながら貫入・抜去
   するように、前記スピンドルを正逆回転させて軸方向移
   動する駆動手段を備えたことを特徴とする請求項１に記
   載の電動式パンチユニット。
3. 【請求項３】 被穿孔材を挿入する案内部と前記パンチ
   に対向するダイスとを設けたフレームを備え、該フレー
   ムに前記回転係合部材を回転自在に軸支し、該回転係合
   部材の中心に前記スピンドルの螺旋状の突起部に係合す
   る螺旋状溝を内径に備えた円筒孔を設け、該円筒孔に前
   記スピンドルの軸線を前記案内部に垂直にして回転かつ
   軸方向に移動自在に支承し、前記案内部に挿入した被穿
   孔材に前記パンチを回転しながら貫入・抜去するように
   前記スピンドルと前記回転係合部材を前記スピンドルの
   回転速度が前記回転係合部材の回転速度より大きくして
   同時・同方向に正逆回転させ、その差動により前記スピ
   ンドルを軸方向移動する駆動手段を備えたことを特徴と
   する請求項１に記載の電動式パンチユニット。
4. 【請求項４】 前記ダイスは、有芯の円筒リング状の溝
   を形成し、該リング状溝の外側円の内径は前記パンチの
   円筒状切刃の外径より僅かに大きく、溝の内側円を形成
   する芯の外径は前記パンチの円筒状切刃の内径よりやや
   小さく、前記芯はその先端が勾配または球面をなしてい
   ることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の
   電動式パンチユニット。
5. 【請求項５】 前記パンチの切刃が、被穿孔材の上方に
   ある待機位置の上死点の位置から該切刃が前記ダイスの
   面よりやや下方のリング状溝に侵入した下死点の位置ま
   で、前記スピンドルが軸方向に往復移動するように前記
   駆動手段を制御する制御手段を備えた請求項１から４の
   いずれかに記載の電動式パンチユニット。
6. 【請求項６】 前記固定係合部材または回転係合部材の
   螺旋状の溝は、めねじで構成され、前記スピンドルの胴
   部外径の突起部は、前記めねじに螺合するおねじで構成
   されたことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記
   載の電動式パンチユニット。
7. 【請求項７】 スピンドルの胴部外径に螺旋状溝、また
   は１もしくは螺旋状に配置された２以上の窪みを設け、
   前記溝または窪みに前記固定係合部材または回転係合部
   材の内径の螺旋状の溝に係合する１または２以上の転動
   部材を配設したことを特徴とする請求項１から５のいず
   れかに記載の電動式パンチユニット。
8. 【請求項８】 スピンドルの移動と共に軸方向に移動す
   るようにスピンドルに弾性的に取り付けた押圧部材が穿
   孔時に被穿孔材を押圧する押圧手段を備えたことを特徴
   とする請求項１から７のいずれかに記載の電動式パンチ
   ユニット。
9. 【請求項９】 前記押圧手段は、回転しないで前記スピ
   ンドルの移動と共に軸方向に移動する保持部材と、該保
   持部材に支持され穿孔時に被穿孔材を前記案内面に対し
   て押圧する押圧部材と、待機時に該押圧部材をその下面
   が前記パンチの切刃先端より所定寸法下方に位置し軸方
   向に移動可能に前記保持部材に支持する支持手段と、前
   記保持部材と押圧部材との間に設けられ被穿孔材を前記
   押圧部材により押圧付勢する付勢手段とを備えたもので
   あることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載
   の電動式パンチユニット。