JP2006326757A

JP2006326757A - 電動ステープラ

Info

Publication number: JP2006326757A
Application number: JP2005154398A
Authority: JP
Inventors: Toshiichi Ura; 登志一浦
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-05-26
Filing date: 2005-05-26
Publication date: 2006-12-07
Also published as: US20060266787A1

Abstract

【課題】駆動負荷を軽減し、各構成要素の形成精度がクリンチ精度に直接影響しない構造を備えた電動ステープラを提供する。
【解決手段】モータ３０によって回転駆動される駆動ギア３４によりクランク動作する連結ロッド３５によってトグルリンク機構２０を動作させることによりドライバアーム４２を揺動させ、ドライバアーム４２の下降により先端に設けたドライバ４３によりステープルを紙束Ｐに打ち込み、駆動ギア３４に設けられたカム３４ｃによりクリンチアーム４４を揺動させ、クリンチアーム４４とトグルリンク機構２０との間に架設された紙厚調整バネ４７によるクリンチアーム４４の上昇方向回動によりクリンチャ４６によって紙束Ｐを貫通したステープルの両脚を折り曲げる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動ステープラに関し、特にクリンチ時の駆動負荷の低減を図った電動ステープラに関するものである。

ステープラは様々な構造のものが知られているが、紙束に打ち込んだステープルの両脚を平に折り曲げるフラットクリンチ方式を適用したものは、ステープルの両脚をアーチ状に折り曲げる方式に比して、ステープルによって閉じ合わせた書類の積み重ね量が多くなるほどに綴じ合わせ部位の厚さが削減される利点を有している。このフラットクリンチ方式では、ステープルを紙束に貫通させた後にクリンチャにより紙束を貫通したステープルの両脚を折り曲げる構造が必要となる。

上記フラットクリンチ方式を適用した電動ステープラとして、図６〜図８に示す構造のものが知られている（特許文献１参照）。この電動ステープラは、図６に示すように、ＡＣ電力を動力源として動作するように構成され、電源コード１２１を通じて供給されるＡＣ電力を電源トランス１２２により所定電圧に降圧し、整流平滑化して得られる所定電圧のＤＣ電力によって駆動源とするＤＣモータ７５を回転駆動する。

図７に示すように、ＤＣモータ７５の回転により駆動機構１０１を介して一対の駆動ギア８５ａ、８５ｂを回転駆動し、駆動ギア８５ａ，８５ｂの回転により揺動アーム７８を揺動させることによりハンマー７６を昇降動作させ、ハンマー７６の下降動作によりステープルマガジンに収納したステープル列から１本のステープルを押し出して紙束に打ち込む。このとき紙束の厚さによってハンマー７６の打ち込み位置は変化するが、揺動アーム７８の支持軸８８の上下位置を変化させることにより紙束の厚さ変化に対応させている。この支持軸８８は紙厚調整バネ９１によって下方に付勢されていることにより安定したハンマー７６の打ち込み力が確保されている。

ステープルが紙束に打ち込まれた直後に、駆動ギア８５ａ，８５ｂのカム溝８６に嵌め合わされたクリンチアーム７９のピンはカム溝８６の形成半径が大きくなる位置に変位するのでクリンチアーム７９は揺動する。このクリンチアーム７９の揺動により、その先端に形成された押圧片９４は、図８に示すように、クリンチャ１００の一対の可動クリンチ板１０３ａ，１０３ｂを回動させるので、紙束を貫通したステープルの両脚を内側にフラットに折り曲げ、紙束をステープルによって綴じ合わせる。

紙束がステープルによって綴じ合わされた後も駆動ギア８５ａ，８５ｂは更に回転し、駆動ピン８０により揺動アーム７８はその先端が上昇方向に転じるのでハンマー７６は上昇駆動される。また、カム溝８６に嵌まり込むピンがカム溝８６の形成半径が小さくなる位置に変位することにより、クリンチアーム７９はその押圧片９４が下降する方向に揺動するので、クリンチャ１００の一対の可動クリンチ板１０３ａ，１０３ｂは元の位置に復帰する。駆動ギア８５ａ，８５ｂが図７に示す角度位置に戻ったとき、図示しない停止スイッチが作動してＤＣモータ７５の回転は停止されて一連の綴じ合わせ動作が終了する。
特開２００４−１２２２４７号公報

上記従来技術に係る電動ステープラでは、ステープルを紙束に打ち込んだ後で駆動ギア８５ａ，８５ｂのカム溝８６によりクリンチアーム７９を揺動させているため、特に紙束が厚い場合に紙厚調整バネ９１が伸張した状態でクリンチアーム７９を揺動させることになり、そのときにＤＣモータ７５の負荷が最大となる。その負荷に打ち勝つためにはＤＣモータ７５を大型化する必要があり、しいては消費電力が増加する課題があった。

また、駆動ギア８５ａ，８５ｂに形成されたカム溝８６の形成半径が変化する小さい回転角度の間でクリンチアーム７９を揺動させているため、カム溝８６の半径変化部位に大きな力が加わり、駆動ギア８５ａ，８５ｂは金属などの強度の高い材料を用いることが要求され、重量増加やコストアップにつながる課題があった。

また、クリンチャ１００に設けられた一対の可動クリンチ板１０３ａ，１０３ｂの回動角度によってステープルの両脚を折り曲げる成形状態が変化するため、回動角度が不足すると折曲角度が不足して綴じ合わせ状態が悪化し、回動角度が過大になった場合にはステープル及び紙束を過度に圧迫するため駆動系が過負荷状態になる。この課題を改善するためにはクリンチャ１００の動作を適正に調整する必要があり、カム溝８６、クリンチアーム７９及びクリンチャ１００は高精度な加工、組立が必要となり、コストアップにつながる課題があった。

本発明は上記従来技術の課題に鑑みて創案されたもので、ステープルのクリンチ時における駆動負荷を軽減し、各構成要素の精度がステープルのクリンチに直接的に影響しないようにした電動ステープラを提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明に係る電動ステープラは、モータからの駆動力により回転駆動される主駆動手段と、この主駆動手段の回転動作に連動するトグルリンク機構により昇降動作するドライバ駆動手段と、前記ドライバ駆動手段の下降動作によりステープルマガジンに収納されたステープル列から１本のステープルを押し出して紙束に打ち込むドライバと、前記主駆動手段の回転動作に連動して回動動作するクリンチアームと、一端が前記トグルリンク機構に接続され他端が前記クリンチアームに接続された紙厚調整バネと、前記ドライバにより打ち込まれて紙束を貫通したステープルの両脚を前記クリンチアームの回動動作と前記紙厚調整バネの張力とにより折り曲げて紙束を綴じ合わせるクリンチ手段と、を備えてなることを特徴とする。

上記構成によれば、主駆動手段に連動して駆動されるトグルリンク機構によりドライバ駆動手段を昇降動作させているので、小さい駆動力でドライバ駆動手段を昇降動作させることができ、ドライバにより紙束にステープルを打ち込む力を少ない駆動力で得ることができる。また、紙厚調整バネの張力によってクリンチアームに強い回動力を発生させてクリンチ手段によりステープルの両脚を折り曲げるので、クリンチアームの回動角度を決定する各構成要素の精度とステープルの両脚の折曲角度との間に相関関係はなく、ステープルの両脚の折り曲げ不足などの不具合の発生はなくなる。また、主駆動手段の回転によりクリンチアームを回動させる負荷が軽減され、モータに対する負荷も軽減される。

本発明によれば、ステープルを紙束に打ち込むための駆動力が低減でき、紙束を貫通したステープルの両脚を折り曲げる駆動力も低減されるので、モータ負荷が少なく小型化や省電力化を図ることが可能となり、電源として電池の使用も可能となる。

図１〜図３は、本発明の実施形態に係る電動ステープラの特徴的構成要素である駆動機構の構成を示すもので、これに付随する電源回路や外装体などの構成は従来技術に準じたものに構成することができるので、それらの図示及び説明は省略する。

本実施形態に係る電動ステープラは、モータ３０を駆動源として、その回転により駆動される駆動ギア（主駆動手段）３４によりドライバアーム（ドライバ駆動手段）４２を上下方向に揺動させ、ドライバアーム４２の揺動端に固定されたドライバ４３によりステープルマガジン４０内に収納されたステープル列から１本のステープルを押し出し、紙受テーブル４９上に差し入れられた紙束Ｐに打ち込んで貫通させ、紙束Ｐを貫通したステープルの両脚をクリンチャ（クリンチ手段）４６によって折り曲げることにより、紙束Ｐをステープルによって綴じ合わせることができるように構成されている。

図１において、モータ３０の回転は、その回転軸に固定されたウォームギア３１から減速ギア３２，３３を介して駆動ギア３４に伝達される。駆動ギア３４は、図１（ａ）に示すように、左右一対の歯車３４ａ，３４ａを備え、各歯車３４ａ，３４ａは回転軸３４ｄから偏心した位置で連結ピン３４ｂによって連結され、各歯車３４ａ，３４ａそれぞれの外側面には前記回転軸３４ｄにカム３４ｃ，３４ｃを固定して構成されている。前記連結ピン３４ｂには、それに一端を軸支して連結ロッド３５が連結され、回転軸３４ｄから偏心した位置にある連結ピン３４ｂが駆動ギア３４の回転により回転軸３４ｄ回りで周回することにより、前記連結ロッド３５はクランク動作する。連結ロッド３５の他端はトグルリンク機構２０に連結されているので、連結ロッド３５のクランク動作によりトグルリンク機構２０が駆動される。

前記トグルリンク機構２０は、図３に示すように、連結ロッド３５の他端に設けられた回動軸３８ａに、図３（ｂ）に示すようにコの字断面に形成されて左右一対のアームが形成された第１リンクアーム３６と第２リンクアーム３７、３７それぞれの一端が軸支され、前記第１リンクアーム３６の他端は左右一対のスタンド３９、３９にそれぞれ形成された長穴３９ａ、３９ａにそれぞれ両端部を嵌挿させたシャフト３８ｂを軸支し、第２リンクアーム３７、３７の他端はドライバアーム４２の両側面にそれぞれ結合ピン４２ａにより回動自在に軸支されている。このトグルリンク機構２０は連結ロッド３５がクランク動作することによる前記回動軸３８ａの進退移動により、第１リンクアーム３６と第２リンクアーム３７とが一直線に近づくのに従って大きな押圧力をドライバアーム４２に加えることができる。

前記左右一対のスタンド３９，３９に回動支点４４ａで回動自在に支持されてクリンチアーム４４が設けられている。クリンチアーム４４の一端には、図４に示すように一対のＵ字溝４６ａ，４６ａが形成されたクリンチャ４６が固着され、他端には前記駆動ギア３４に設けられたカム３４ｃに接するカムピン４４ｂが固定されている。このクリンチアーム４４の両側面に形成されたフック４４ｃ，４４ｃと前記シャフト３８ｂの両端との間に紙厚調整バネ４７、４７が架設されている。

前記ドライバアーム４２及びステープルマガジン４０を挿脱可能に保持するマガジンホルダ４１は、その後端で共通の回動支点４１ａによってスタンド３９，３９に回動自在に軸支されている。また、ドライバアーム４２の先端側には、ステープルマガジン４０に収納されたステープル列から１本のステープルを押し出すドライバ４３が固定されている。

上記構成になる電動ステープラの紙受テーブル４９上に、図１（ｂ）に示すように、紙束Ｐが差し込まれると、紙束Ｐの差し込み動作により図示しない起動スイッチが作動してモータ３０の回転が開始される。モータ３０の回転により駆動ギア３４が図１（ｂ）に示す矢印Ａ方向に回転駆動されることにより、連結ピン３４ｂに嵌合する連結ロッド３５はクランク動作によりトグルリンク機構２０の第１リンクアーム３６と第２リンクアーム３７との角度が開く方向に引っ張る力を及ぼすので、ドライバアーム４２は下降方向に回動し、それに伴ってマガジンホルダ４１も下降方向に回動し、図２に示すように、マガジンホルダ４１は差し込まれた紙束Ｐを紙受テーブル４９上に押えて紙束Ｐを圧縮し、ドライバアーム４２に固定されたドライバ４３がステープルマガジン４０に収納されたステープル列４８から１本のステープル５０を押し出して紙束Ｐに打ち込み、ステープル５０の両脚を紙束Ｐに貫通させる。紙受テーブル４９には、図２（ｂ）に示すように、紙束Ｐを貫通したステープル５０の両脚を折り曲げるクリンチャ４６を通す開口部４９ａが形成されているので、紙束Ｐを貫通したステープル５０の両脚は開口部４９ａ内に突出する。

前記ドライバ４３がステープル５０を紙束Ｐに打ち込んだ位置に到達した後も連結ロッド３５はトグルリンク機構２０の第１リンクアーム３６と第２リンクアーム３７との角度が開く方向に移動するので、第１リンクアーム３６に嵌挿されているシャフト３８ｂはスタンド３９に形成された長穴３９ａ内を上方に移動し、紙厚調整バネ４７は引き伸ばされる。この紙厚調整バネ４７の引き伸ばし量は、紙束Ｐの厚さによって変化する。即ち、紙束Ｐの厚さが薄い場合には、ドライバ４３がステープル５０を紙束Ｐに打ち込むタイミングが遅くなるので、前記シャフト３８ｂの移動量は少なくなり、紙厚調整バネ４７の引き伸ばし量も小さくなる。従って、連結ロッド３５の移動量が一定であっても紙束Ｐの厚さの変化に対応したステープル５０の打ち込みがなされることになる。

スタンド３９、３９に回動可能に支持されているクリンチアーム４４は、紙厚調整バネ４７の張力により、図１（ｂ）に示す矢印Ｂ方向に付勢されているので、図１に示すステープル５０の打ち込み開始時点では、カムピン４４ｂが駆動ギア３４に設けられたカム３４ｃに図示位置で接触し、クリンチアーム４４の先端に固着されたクリンチャ４６は紙受テーブル４９の下に位置している。駆動ギア３４が矢印Ａ方向に回転すると、図５に示すように、カム３４ｃの形成半径が増加するので、クリンチアーム４４は矢印Ｂとは反対の方向に回動する。

図５は、駆動ギア３４と共に回転するカム３４ｃに接触しているクリンチアーム４４のカムピン４４ｂがカム３４ｃの回転に伴って位置変化する状態を説明するもので、カムピン４４ｂはカム３４ｃの形成半径の増加に伴って一点鎖線で示す軌跡で外方に押し出される。図２に示すようにドライバ４３によりステープル５０の打ち込みが完了したとき、カムピン４４ｂはカム３４ｃ形成半径が急激に減少している位置３４ｅに到達し、形成半径が最も小さい部分に入り込むので、クリンチアーム４４は紙厚調整バネ４７の張力により矢印Ｂ方向に回動し、クリンチャ４６を紙受テーブル４９の開口部４９ａに向けて移動させる。クリンチャ４６の移動により、紙束Ｐを貫通して開口部４９ａ内に突出するステープル５０の両脚にＵ字溝４６ａが当接するので、ステープル５０の両脚はＵ字溝４６ａに沿って折り曲げられ、紙束Ｐはステープル５０によって綴じ合わされる。

このクリンチ動作の完了後も駆動ギア３４は回転するので、連結ロッド３５は図２に示す位置からトグルリンク機構２０の第１リンクアーム３６と第２リンクアーム３７との角度が閉じる方向に移動する。従って、ドライバアーム４２も上昇方向に回動して図１に示す位置に復帰したとき、図示しない停止スイッチの作動によりモータ３０の回転は停止される。

上記のように本実施形態に係る電動ステープラは、紙厚調整バネ４７の張力によってクリンチアーム４４を回動させ、クリンチアーム４４に取り付けたクリンチャ４６によりステープル５０の両脚を折り曲げるので、クリンチアーム４４の回動角度を決定する各構成要素の精度とステープル５０の両脚の折曲角度との間に相関関係はなく、その結果としてステープル５０の両脚の折り曲げ不足などの不具合の発生はなくなる。

また、駆動ギア３４に設けられたカム３４ｃは、クリンチアーム４４がステープル５０をクリンチする位置から待機位置に移動させる作用を行うが、その動作はモータ３０の駆動によりステープル５０の紙束Ｐへの打ち込みが開始されてクリンチされるまでの間の時間内に動作すればよいので、駆動ギア３４の回転角度は、図５に示す角度βに相当する。これは、従来技術においてステープルを打ち込んだ後にクリンチアームを回動させる角度が小さいのに比して大きな角度になるため、角度当りの負荷が軽減され、モータ３０に対する負荷も軽減されることになる。また、カム３４ｃに加わる負荷が低減するため、カム３４ｃを含む駆動ギア３４を特に高強度の材料で形成する必要はなく、一般的な材料の使用が可能となる。

以上説明した本実施形態の構成において、クリンチャ４６としてＵ字溝４６ａを形成した構造のものを適用しているが、従来技術において示した一対の可動クリンチ板を用いたクリンチ機構を適用することもできる。

以上の説明の通り本発明によれば、ステープルを紙束に打ち込むための駆動力が低減でき、紙束を貫通したステープルの両脚を折り曲げる駆動力も低減されるので、モータ負荷が少なく小型化や省電力化を図った電動ステープラを提供することができる。また、各構成要素の加工や組立の精度の影響を受け難いので、一般的な材料により構成要素を形成することができ、電動ステープラのコストダウンを図ることができる。

実施形態に係る電動ステープラの駆動構造を示す（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図。（ａ）は同上駆動構造による紙綴じ時の状態を示す側面図、（ｂ）は紙受テーブルの構成を示す斜視図。（ａ）はトグルリンク機構を示す斜視図、（ｂ）はトグルリンク機構を構成する第１リンクアームを示す斜視図。クリンチャの構成を示す斜視図。駆動ギアに設けられたカムによりクリンチアームに設けられたカムピンが変位する動作を説明する説明図。従来技術に係る電動ステープラの全体構成を示す（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図。同上構成における駆動構造を示す（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図。同上構成におけるクリンチャの構造を示す（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図。

符号の説明

２０トグルリンク機構
３０モータ
３４駆動ギア（主駆動手段）
３５連結ロッド
３６第１リンクアーム
３７第２リンクアーム
４０ステープルマガジン
４２ドライバアーム（ドライバ駆動手段）
４３ドライバ
４４クリンチアーム
４６クリンチャ（クリンチ手段）
４７紙厚調整バネ

Claims

モータからの駆動力により回転駆動される主駆動手段と、この主駆動手段の回転動作に連動するトグルリンク機構により昇降動作するドライバ駆動手段と、前記ドライバ駆動手段の下降動作によりステープルマガジンに収納されたステープル列から１本のステープルを押し出して紙束に打ち込むドライバと、前記主駆動手段の回転動作に連動して回動動作するクリンチアームと、一端が前記トグルリンク機構に接続され他端が前記クリンチアームに接続された紙厚調整バネと、前記ドライバにより打ち込まれて紙束を貫通したステープルの両脚を前記クリンチアームの回動動作と前記紙厚調整バネの張力とにより折り曲げて紙束を綴じ合わせるクリンチ手段と、を備えてなることを特徴とする電動ステープラ。