CN102642219A - 自动装订机的穿孔装置的构造 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种穿孔装置，能够由一台马达实现穿孔钻头的旋转与升降，且即使其主轴较短也能够得到必要的升降高度。在架设在主体内的基础台上，能够升降地安装有已安装了中空钻头的钻头变径套，钻头变径套能够旋转地保持在基座板上，基座板上安装钻头变径套的驱动马达，随着钻头变径套的旋转，钻头变径套与安装有驱动马达的基座板升降，同时进行中空钻头的升降与旋转。基础台上组装设置有阴螺纹的螺母，在钻头变径套的外周面上设置阳螺纹，使二者螺纹结合而使钻头变径套能够升降，在钻头变径套的旋转而产生的轴向力的作用下基座板升降。驱动马达的驱动皮带轮与钻头变径套的传动皮带轮之间绕挂着传动皮带，由离合构造使钻头变径套旋转。

Description

自动装订机的穿孔装置的构造

技术领域

本发明涉及在自动装订机的穿孔装置中由一台马达的动作实现使在资料上打出装订孔的钻头旋转的机构以及使该钻头升降的机构的穿孔装置的构造。

背景技术

过去，申请人一直在制造和销售将合成树脂管作为装订销使用而将装订资料的自动装订机。该自动装订机中的纸张合订方法的基本原理如专利文献1所示，使合成树脂管穿过纸张上所设置的装订孔中，对该合成树脂管的两端进行加热以成型出向外扩展的凸缘。而该自动装订机的基本构造例如专利文献2所示。即，若将该装置的构造引用该专利文献2的专利公报所使用的附图标记加以概括，则该装订装置相对于底盘1分别安装有：用来在以装订为目的而摞起来的资料上打出装订孔的装置2；每次供给希望长度的用来形成装订销的合成树脂管的装置3；以及以供给的合成树脂管形成装订销的装置4。

其中的用来在资料上打出装订孔的装置2，若参照该公报的图1至图3，则是一种具备钻头22的钻头马达221的支撑板222借助于升降动作螺杆21下降再上升，从而在资料上打出装订孔的装置。另外，虽然该升降动作螺杆21的驱动用马达211的旋转的切换是靠限位开关的动作进行的，但作为动作方案之一，如该公报的图4及图5所示，使用的是以弹性绝缘板233将通电板232的表面覆盖的方案。即，在钻头上施加既定的电压，钻头22下降而完成对成摞的资料的装订孔的穿孔，当钻头22的前端穿过资料下面的弹性绝缘板233并与通电板232接触时，瞬间有强大的电流在钻头中流过，使限位开关动作而使得驱动用马达211反转，使钻头22等上升。

其次，就以合成树脂管形成装订销的装置4进行说明，将合成树脂管形成为装订销是以上加热模41与下加热模42对合成树脂管的上下部进行按压，使其上下端部分别熔融变形而成为凸缘板来进行的。即，上加热模41相对于按压器具的内侧的底面自由滑动地设置，在钻头22打出装订孔时后退以避免妨碍该钻头22的通过，而在以合成树脂管形成装订销时前进到钻头22所打出的装订孔位置处。该上加热模41的滑动靠操作杆43的操作进行，但同时，臂部44与操作杆43的动作相连动地转动，使得垫板23前后滑动而开闭底盘1的通孔15。即，垫板23与在按压器具24的内侧前后滑动的上加热模41相反，设置成在钻头22打出装订孔时前进到下降的钻头22的相向位置上，在使合成树脂管穿过打出的装订孔以形成装订销时后退而将底盘1的通孔15打开。此外，下加热模42被转动支撑板421支撑而能够在装订销用合成树脂管供给位置与将装订孔开口的通孔15位置之间往复运动，这也与操作杆43的操作相连动地进行。之后，下加热模42上升，使套插在其中央插针36上的合成树脂管对着装订孔从下方插入而与上加热模41抵接，进而进行按压。并且，如图14所示，以上加热模41与下加热模42使合成树脂管的上下部熔融变形而形成凸缘，从而将合成树脂管作为装订销的装订完成。

此外，虽然申请人对这种自动装订机的各个部分的装置不断进行改进，但用来在资料上打出装订孔的穿孔装置还存在着以下问题。

即，在上述专利文献2的自动装订机的穿孔装置及之后进行了改进的装置中，通常，使钻头旋转的机构和使钻头升降的机构是分别设置专用的马达来实现的。因此，装置整体较大因在设置上而需要大的面积，而且由于重量加重因而进行移动等作业也不够方便。

另一方面，在不具有装订功能的穿孔装置领域，人们提出例如专利文献3和专利文献4那样以一台马达实现钻头的旋转与升降的方案。即，在前端安装钻头的主轴上设置阳螺纹部，使得该阳螺纹部与固定在基础台上的阴螺纹部通过螺纹结合并向上述主轴传递驱动马达的旋转力，从而以一台马达进行钻头的旋转与钻头的升降。

由此，能够谋求装置的轻量化和节电化。

专利文献1：特公昭53-5574号公报

专利文献2：特公昭55-25076号公报

专利文献3：特许第3198030号公报

专利文献4：特开2006-51565号公报

但是，上述穿孔装置还存在着如下问题。即，在上述穿孔装置中，马达的驱动力通过皮带传递到安装在主轴上的皮带轮上，该皮带轮的旋转通过嵌合在设在主轴上的键槽中的键传递到主轴上而使主轴旋转。通过该主轴的旋转，钻头旋转，同时，通过主轴的阳螺纹部与基础台的阴螺纹部的螺纹结合，主轴能够上下移动。

在这种情况下，阴螺纹部与皮带轮均是固定的，因而进行穿孔（装订）所必要的钻头的升降高度便是主轴上的阳螺纹部的长度。而且，同时还要有相同长度的主轴升降所必需的键槽。由于该阳螺纹部与键槽不能设置在主轴的相同场所，因而主轴的长度必须是该阳螺纹部与键槽长度之和的长度以上。

因此，即便将这种穿孔装置原样应用于自动装订机上，由于安装钻头的主轴的尺寸长，因而装置整体的高度也相应地增高，外包装箱等必须具有更高的形状。

发明内容

本发明是鉴于上述实际情况而作出的发明，提供一种穿孔装置，由一台马达实现穿孔钻头的旋转与升降，谋求装置的轻量化和节电化，并且即便缩短其主轴的长度也能够获得必要的升降高度。

用于解决上述问题的本发明采用了下面的构成。即，在架设在自动装订机主体内的基础台上，能够升降地安装已安装了中空钻头的钻头变径套，该钻头变径套通过变径套保持器能够旋转地保持在基座板上，并且在前述基座板上安装驱使前述钻头变径套旋转的驱动马达，随着钻头变径套的旋转，对前述钻头变径套进行保持并且安装有前述驱动马达的前述基座板进行升降，同时进行前述中空钻头的升降与旋转的自动装订机的穿孔装置的构造。

上述构成的穿孔装置是一种在对驱动马达的驱动力进行传递，使钻头变径套及中空钻头旋转的同时，对上述钻头变径套进行保持并且安装有上述驱动马达的上述基座板进行升降的装置。

而具体地说，采用了这样的方案：在上述基础台上组装设置有阴螺纹的螺母，在上述钻头变径套的外周面上设置阳螺纹，并使二者螺纹结合而使钻头变径套能够升降，借助于由该钻头变径套的旋转产生的轴向力，对钻头变径套进行保持并且安装有驱动马达的上述基座板进行升降。

由于螺母与钻头变径套螺纹结合，因而钻头变径套旋转时其旋转力便转变成轴向力，钻头变径套能够升降，随之，基座板也将升降。

此外，为了将驱动马达的旋转力传递到钻头变径套上，采用了这样的方案:在上述驱动马达的旋转轴上安装驱动皮带轮，在上述钻头变径套上套装传动皮带轮，传动皮带绕挂在该驱动皮带轮与传动皮带轮之间。

此外，也可以采用这样的方案：在上述驱动马达的旋转轴及钻头变径套上分别安装链轮，链条绕挂在两个链轮之间。

通过上述方案，能够将驱动马达的旋转驱动力可靠传递到钻头变径套上，使用来穿孔的中空钻头旋转。

再有，采用了这样的方案：离合构造使传动皮带轮或链轮与钻头变径套一起旋转，所述离合构造是在能够自由转动地套装在上述钻头变径套上的传动皮带轮或链轮的顶面上平行于其旋转轴竖立设置一根或两根销子，并在钻头变径套的圆周面上的与上述销子相对应的位置上突出地贯穿设置销子，在传动皮带轮自由旋转一定角度后上述销子与销子抵接卡合。

根据上述离合构造，能够对直到驱动马达获得必要的驱动转矩为止的时间裕度进行调整，因而能够使钻头变径套可靠旋转，使钻头变径套及中空钻头的旋转与穿孔单元的升降动作极为流畅地进行。

采用了销子上各自安装有缓冲橡胶的方案。

以此缓和销子抵接时的撞击以防止折断等，而且避免产生撞击声。

此外，采用了这样的方案：在上述基础台的下方设置升降导轴，将该上述基座板套装在该升降导轴上，使该基座板顺着升降导轴升降。

通过设置升降导轴，基座板能够可靠地顺着该升降导轴进行升降，因而能够获得稳定的动作。

与上述构成有关的本发明的穿孔装置的构造由于是以一台驱动马达同时实现中空钻头的旋转与包括钻头在内的穿孔单元的升降，因而是一种对装置的轻量化与节电化有很大贡献的优异的发明。

此外，通过设置在钻头变径套的外周面上的阳螺纹与设置在螺母上的阴螺纹的螺纹结合，将旋转力转换为轴向力而使穿孔单元升降，并且通过离合构造使传动皮带轮或链轮与钻头变径套一起旋转，因而能够省略过去的由所必需的键与键槽构成的旋转升降机构，因此，能够使钻头变径套的总长度远比过去短。由此，能够降低自动装订机整体的高度而实现紧凑化，能够对轻量化和省材料化做出贡献。

附图说明

图1是具有本发明的穿孔装置的构造的自动装订机的整体立体图；

图2是穿孔装置的整体立体图；

图3是从图2的穿孔装置上除去基础台后的状态的立体图；

图4是穿孔开始前的状态的穿孔装置的（a）主视图以及（b）右侧视图；

图5是穿孔即将进行前的状态的穿孔装置的（a）主视图以及（b）右侧视图；

图6是穿孔结束后的状态的穿孔装置的（a）主视图以及（b）右侧视图；

图7是使钻头变径套旋转的离合构造的说明图。

附图标记说明：

1：基础台；

2：支柱；

3：升降导轴；

4：压纸器；

5：弹簧；

6：马达基座；

7：驱动马达；

8：升降导轴基座；

9：钻头基座；

10：变径套保持器；

11：中空钻头；

12：钻头变径套；

12a：滚针；

13：基座板；

14：传动皮带轮；

14a：销子；

15：驱动皮带轮；

16：传动皮带；

17：螺母。

具体实施方式

下面，对本发明的自动装订机的穿孔装置的构造的优选实施方式结合附图进行详细说明。图1中，101是自动装订机主体，102是其前罩，103是资料载置台，本发明的穿孔装置104安装在上述前罩102的内侧。

其次，在图2至图6中，1是穿孔装置的基础台，被支柱2、2…架设在未图示的自动装订机主体的底盘上。3、3是设置在上述基础台1与主体底盘之间的2根升降导轴，包括下述基座板在内的穿孔单元（A）顺着该升降导轴3、3进行升降。再有，该升降导轴3、3上安装有可升降的压纸器4，在套装在升降导轴3、3上的弹簧5、5的弹性力作用下，与上述穿孔单元（A）的升降连动地对放置在资料载置台上的成摞资料进行按压而将其固定，使得穿孔时成摞资料不能移动。

其次，穿孔单元（A）如下构成。即，6是马达基座，驱动马达7被安装成其旋转轴向下方突出。8是在上述马达基座6的旁侧延长安装的升降导轴基座，套装在上述升降导轴3、3上可自由滑动，使得穿孔单元（A）整体能够顺着升降导轴3、3升降。9是在上述升降导轴基座8上的进一步延长安装的钻头基座，在其底面上形成有变径套保持器10，保持前端能够固定成摞资料穿孔用的中空钻头11的钻头变径套12，能够经由内装在该变径套保持器10中的轴承旋转。并且，由上述马达基座6与升降导轴基座8与钻头基座9形成基座板13，该基座板13将顺着升降导轴3、3进行升降。

首先，就使钻头变径套12及中空钻头11旋转的机构进行说明。该钻头变径套12上套装着传动皮带轮14，靠绕挂在该传动皮带轮14与安装在上述驱动马达7的旋转轴上的驱动皮带轮15之间的传动皮带16，将驱动马达7的旋转驱动力传递给传动皮带轮14及钻头变径套12，使钻头变径套12旋转。由此，成摞资料穿孔用的中空钻头11旋转。

作为将驱动马达7的旋转驱动力传递给钻头变径套12的机构，除了靠上述传动皮带16的传递机构之外，例如也可以采用如下公知的机构：在驱动马达7及钻头变径套12上分别安装适宜的链轮，在两个链轮之间绕挂链条以传递旋转驱动力的机构，或以齿轮列进行传递的机构等。

这样，由安装了用来驱使钻头变径套12旋转的驱动马达7的马达基座6、套装在升降导轴3、3上的升降导轴基座8、通过变径套保持器10对钻头变径套12进行保持的钻头基座9组成的基座板13，以及安装在该基座板13上的钻头变径套12和驱动马达7成为一体而构成穿孔单元（A），其整体随着钻头变径套12的旋转而进行升降，此时是在升降导轴3、3的导引下进行升降的。

其次，就使该穿孔单元（A）进行升降的机构进行具体说明。在上述钻头变径套12的外周面上设置有阳螺纹，与组装在基础台1上的螺母17上所设置的阴螺纹彼此通过螺纹结合。因此，当钻头变径套12在驱动马达7的旋转驱动力的驱动下旋转时，钻头变径套12的旋转力便通过与螺母17的阴螺纹的螺纹结合转换成轴向的力，钻头变径套12按照其旋转的方向进行升降。此时，钻头变径套12通过变径套保持器10被保持在钻头基座9上，属于穿孔单元（A）的一部分，因而结果是，包括基座板13在内的穿孔单元（A）整体顺着升降导轴3、3进行升降。考虑到意外无法动作时钻头变径套12不能够旋转的情况，在钻头变径套12的上部前端上设置了一字头改锥插入槽。

此外，具体地说，钻头变径套12的旋转是通过图7所示的离合构造进行的。即，传动皮带轮14以可自由转动的状态套装在钻头变径套12上，在其顶面上设置有平行于旋转轴竖立地设置的两根销子14a、14a。另一方面，在钻头变径套12的圆周面上的与上述销子14a相对应的位置上，一端突出出来地贯穿设置有滚针12a。此外，在各销子上，根据需要安装有缓冲橡胶。当通过这样的离合构造使驱动马达7首先向一个方向旋转时，旋转力通过驱动皮带轮15、传动皮带16向传动皮带轮14传递，传动皮带轮14便围绕钻头变径套12自由地旋转一定的角度（最大约为180度）。之后，竖立地设置在传动皮带轮14上的销子14a之一与设置在钻头变径套12上的滚针12a抵接卡合，因而此后传动皮带轮14与钻头变径套12向相同方向一起旋转。由此，安装在钻头变径套12的前端上的中空钻头11旋转，能够在成摞资料上打出装订孔。

上述销子14a即便是一根也能够达到同样的作用效果。即，当销子14a为一根时，传动皮带轮14将围绕钻头变径套12自由旋转约一周。并且之后，销子14a与设置在钻头变径套12上的滚针12a抵接卡合，自此之后传动皮带轮14与钻头变径套12便向相同方向一起旋转，因此，能够通过中空钻头11的旋转进行穿孔。此外，滚针12a也可以是通常的做顶丝用的销子。

此外，通过在各个销子上设置缓冲橡胶以缓和销子彼此抵接卡合时的撞击，防止销子折断等且避免产生撞击声。

在如前所述驱动马达7的旋转驱动力以链轮和链条进行传递的场合，在链轮的顶面上设置上述销子。

其次，当通过未图示的检测装置、控制装置确认穿孔完了时，在该控制装置的信号的控制下驱动马达7进行反转，这样一来，其旋转力通过驱动皮带轮15、传动皮带16向传动皮带轮14传递，传动皮带轮14围绕钻头变径套12反向旋转。此时，竖立设置在传动皮带轮14上的一个销子14a从滚针12a上离开，反向自由旋转一定的角度（最大约为180度），之后，另一个销子14a与设置在钻头变径套12上的滚针12a抵接卡合，自此之后传动皮带轮14与钻头变径套12向与先前相反的方向一起旋转。

由上述记载可知，在穿孔单元（A）中，驱动马达7一旋转钻头变径套12便旋转。当钻头变径套12旋转时，由于其外周面的阳螺纹是与螺母17的阴螺纹通过螺纹结合的，因而将如前所述在轴向上进行升降。与进行该升降动作的同时，由于在钻头变径套12的前端上固定有中空钻头11，因而将边旋转边对成摞资料进行穿孔。由于这一系列动作同时进行，因而能够以一台驱动马达7同时实现穿孔用的中空钻头11的旋转和包括其在内的穿孔单元（A）整体的升降。以此谋求装置的轻量化和节电化。

此外，在该构成中，不必像过去那样以键和键槽传递旋转力，因而能够使钻头变径套12的长度缩短过去设置键槽所必须的所需长度。因此，能够使装置整体的高度降低。

上述钻头变径套12的旋转要通过上述离合构造进行的理由如下。即，如上所述，驱动马达7是相应于穿孔动作重复进行正转与反转而被使用的。一般来说，马达的旋转需要有起动转矩，若不采用上述离合构造而以传动皮带轮直接驱使钻头变径套旋转，则不能够获得必要的转矩，钻头变径套将不旋转。特别是，在如本申请发明的构成这样在钻头变径套旋转的同时使穿孔单元（A）升降的情况下，通过钻头变径套的阳螺纹与螺母的阴螺纹的螺纹结合将旋转力转换为轴向力时也需要大的转矩，因而更是如此。此时，若采用上述离合构造，则在驱动马达起动时及反转起动时，分别存在着约半周（约180度）的自由旋转余量，因而在此期间驱动马达能够使其旋转力提升到需要的转矩。因此，钻头变径套的旋转和穿孔单元的升降动作将极为流畅地进行。销子14a的设置位置并不限定于彼此成180度的角度。即，通过适当设定销子的相互的角度，能够对传动皮带轮14的自由旋转的时间进行调整。由此，能够对直到驱动马达7获得必要的转矩为止的时间裕度进行调整。当销子为一根时，能够得到更长的调整时间。

下面，再对该穿孔装置的整体的动作结合图4至图6进行说明。图4是自动装订开始前的状态。即，包括钻头变径套12在内的穿孔单元（A）停止在最上位位置上。在该状态下将资料放置在资料载置台上、接通装订开始开关，驱动马达7便开始旋转。其旋转力通过传动皮带16向传动皮带轮14传递，由于传动皮带轮14上具有上述离合构造，因而在传动皮带轮14旋转半周后钻头变径套12开始旋转。由于驱动马达7获得足够的转矩，因而钻头变径套12的旋转能够流畅地进行。此时，固定在钻头变径套12的前端的中空钻头11旋转，因而能够在资料上穿孔。

当钻头变径套12旋转时，由于其阳螺纹与组装在基础台1上的螺母17的阴螺纹通过螺纹结合，因而钻头变径套12受到轴向力作用而下降。此时，由于钻头变径套12被保持在变径套保持器10上，因而包括由安装有变径套保持器10的钻头基座9、升降导轴基座8、安装有驱动马达7的马达基座6等构成的基座板13在内的穿孔单元（A）整体在升降导轴3、3上滑动而下降。此时，压纸器4也在弹簧5的作用下自动下降，对资料进行按压将其固定。展示该穿孔即将进行前的状态的是图5。

当穿孔单元（A）进一步下降时，中空钻头11的前端便与资料抵接，开始进行穿孔。展示资料穿孔结束、穿孔单元（A）位于最下位位置的状态的是图6。由于穿孔结束状态以过去已公知的检测机构进行检测，因而在控制装置的控制下驱动马达7将瞬时停止旋转，开始反向旋转。此时，由于如上所述，传动皮带轮14上具有上述离合构造，因而在传动皮带轮14旋转半周后钻头变径套12开始反向旋转。于是，在钻头变径套12的阳螺纹与螺母17的阴螺纹的螺纹结合产生的轴向力的作用下，钻头变径套12开始上升，最终返回到先前的图4的位置，同时压纸器4也上升，一系列的穿孔作业完成。

与上述穿孔作业并行地或延续地进行与过去的自动装订机同样的合成树脂管的切断、移送等，再将合成树脂管插入完成穿孔的装订孔中，使上下部熔融变形而形成凸缘，从而完成将合成树脂管作为装订销的装订作业。

Claims (7)

1. 一种自动装订机的穿孔装置的构造，其特征是，

在架设在自动装订机主体内的基础台上，能够升降地安装已安装了中空钻头的钻头变径套，

该钻头变径套通过变径套保持器能够旋转地保持在基座板上，并且在前述基座板上安装驱使前述钻头变径套旋转的驱动马达，

随着钻头变径套的旋转，对前述钻头变径套进行保持并且安装有前述驱动马达的前述基座板进行升降，同时进行前述中空钻头的升降与旋转。

2. 如权利要求1所记载的自动装订机的穿孔装置的构造，其特征是，在上述基础台上组装设置有阴螺纹的螺母，在上述钻头变径套的外周面上设置阳螺纹，使二者螺纹结合而使钻头变径套能够升降，借助于由该钻头变径套的旋转产生的轴向力，对钻头变径套进行保持并且安装有驱动马达的上述基座板进行升降。

3. 如权利要求1或2所记载的自动装订机的穿孔装置的构造，其特征是，在上述驱动马达的旋转轴上安装驱动皮带轮，在上述钻头变径套上套装传动皮带轮，传动皮带绕挂在该驱动皮带轮与传动皮带轮之间，将驱动马达的旋转力传递到钻头变径套上。

4. 如权利要求1或2所记载的自动装订机的穿孔装置的构造，其特征是，在上述驱动马达的旋转轴及钻头变径套上分别安装链轮，链条绕挂在两个链轮之间，将驱动马达的旋转力传递到钻头变径套上。

5. 如权利要求3或4所记载的自动装订机的穿孔装置的构造，其特征是，离合构造使传动皮带轮或链轮与钻头变径套一起旋转，所述离合构造是在能够自由转动地套装在上述钻头变径套上的传动皮带轮或链轮的顶面上平行于其旋转轴竖立设置一根或两根销子，并在钻头变径套的圆周面上的与上述销子相对应的位置上突出地贯穿设置销子，在传动皮带轮自由旋转一定角度后上述销子与销子抵接卡合。

6. 如权利要求5所记载的自动装订机的穿孔装置的构造，其特征是，销子上各自安装有缓冲橡胶。

7. 如权利要求1至6之任一权利要求所记载的自动装订机的穿孔装置的构造，其特征是，在上述基础台的下方设置升降导轴，将上述基座板套装在该升降导轴上，使该基座板顺着升降导轴升降。

Images