JP4146586B2

JP4146586B2 - カッターユニット

Info

Publication number: JP4146586B2
Application number: JP23403899A
Authority: JP
Inventors: 利治関野; 功坪内
Original assignee: Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba TEC Corp
Priority date: 1999-08-20
Filing date: 1999-08-20
Publication date: 2008-09-10
Anticipated expiration: 2019-08-20
Also published as: JP2001054892A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、金融端末、レジスター、チケット発行機等に搭載されたプリンタ機構において、ロール紙や連続記録紙を任意の長さに切断するためのカッターユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、金融端末、レジスター、チケット発行機等に搭載されたプリンタ機構は、ロール紙や連続記録紙を任意の長さに切断するためのカッターユニットを備えている。このようなカッターユニットの典型的なものとして、特開昭６０―２０７７９９号公報に開示されたカッターユニットは、上下摺動する可動刃と、フレームに取り付けられた固定刃とを備えている。これらの可動刃および固定刃は、一方の端から他方の端までテーパ状に面成され、互いに隣接する鋭利な切刃を有するように仕上げられている。また、可動刃は、固定刃に向ってばねにより付勢され、固定刃に対して固定刃平面上を上下摺動することにより、用紙を横切って切断する。
【０００３】
従来、十分に長い寿命と切れ味を維持するめには、刃素材に相当な加工を施すことが必要であり、可動刃に屈曲を加える等の工程が必要とされている。また、特公平８―２２５１７号公報に開示されたカッターユニットによれば、固定刃と可動刃との切断角を充分に保つため、作為的に固定刃を可動刃に対して凸となるように加工している。更に、特公昭５６―３４４４０号公報に開示されたカッターユニットによれば、可動刃は、板ばねにより固定刃に向って弾性的に押し付けされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、可動刃および固定刃の刃素材に十分に長い寿命と切れ味を与えるためには、可動刃に屈曲を加える等の相当な加工を施す必要があるが、通常、刃素材としては合金鋼、工具鋼、特殊鋼等の非常に硬い材料を使用しているため、現実に曲げ絞り加工等を施すことは非常に困難となる。
【０００５】
また、特公平８―２２５１７号公報に開示されている固定刃の固定方法についても、特別な作業を追加して固定刃に反りを与える必要があり、同時に、反り量を一定のばらつき内に管理する必要がある。そのため、このカッターユニットは製造性、組立性が悪く、非経済的なカッターユニットとなってしまう。
【０００６】
更に、特公昭５６−３４４４０号公報に開示されているように、可動刃を弾圧する手段として板ばねを用いた場合、板ばねの取り付け精度、加工精度、摩耗等により、常に適当かつ左右対称な押圧力を可動刃に与えることが困難となる。そのため、刃素材本来の寿命前に、押圧不足によるカット不良が生じ、あるいは、左右不均一な押圧による刃素材の編摩耗、カット不良等が生じる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明に係るカッターユニットは、フレームに固定された固定刃と、上記フレームに切断位置と開放位置との間を移動自在に取り付けられ、上記固定刃との間に挿通された被切断物を上記固定刃と協同して切断する可動刃と、上記可動刃を固定刃に向けて押圧するねじりコイルばねと、を備え、上記ねじりコイルばねは、上記フレームに支持され、上記可動刃に対して相対的に移動可能に係合し上記可動刃を押圧する押圧部を有し、上記押圧部は、上記可動刃の上記開放位置から切断位置への移動に応じて、上記可動刃との係合位置が上記固定刃側に移動し、上記可動刃は、その中央部において上記押圧部と係合していることを特徴としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明に係るカッターユニットは、フレームに固定された固定刃と、上記フレームに切断位置と開放位置との間を移動自在に取り付けられ、上記固定刃との間に挿通された被切断物を上記固定刃と協同して切断する可動刃と、を備え、上記フレームは、上記切断位置側への可動刃の移動に応じて、上記可動刃を固定刃に押し付けるフレーム押圧部を有したことを特徴としている。
【０００９】
また、この発明に係るカッターユニットによれば、上記可動刃は上記弾性体の押圧部と係合する係合部分を有し、上記押圧部は、それぞれ上記可動刃の移動方向に沿って延びた延出部分を有し、上記可動刃の係合部分は、上記延出部分に移動可能に係合していることを特徴としている。
【００１１】
上記のように構成されたカッターユニットによれば、フレーム上の可動刃が、開放位置から切断位置に向って固定刃に接触しながら移動すると、フレームに設けられた押圧部により、可動刃は固定刃に押し付けされる。それにより、可動刃は常に必要なせん断切断角を維持することができ、安定した切断能力を発揮することができる。
【００１２】
そして、固定刃および可動刃自身には特別な加工を施す必要がなく、製造性および組立性が向上し、経済的で信頼性の高いカッターユニットが提供される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照しながら、この発明の実施の形態に係るカッターユニットについて詳細に説明する。
【００１４】
図１ないし図３に示すように、カッターユニットは、例えば軟鋼により形成されたほぼ矩形箱状の筐体１０を備え、この筐体１０は、上面の開口した矩形状のベースフレーム１２と、ベースフレームのほぼ上半部を覆って設けられた矩形状のカバー１４と、を互いに嵌合して構成されている。ベースフレーム１２には、固定刃１６、摺動自在な可動刃１８、弾性体として機能するねじりコイルばね２０等が設けられ、カバー１４には可動刃１８を開閉駆動する駆動機構２２が設けられている。
【００１５】
詳細に述べると、図２ないし図４に示すように、ベースフレーム１２は、矩形状の底壁１２ａ、底壁の対向する２側縁に沿って立設された一対の側壁１２ｂ、および、底壁の上縁に沿って立設された上壁１２ｃを有し、下端縁は開口している。底壁１２ａの下端部側には、カッターユニットによって切断する用紙が挿通される細長い挿通孔２４が形成されている。この挿通孔２４は、一対の側壁１２ｂ間のほぼ全長に亘り、底壁１２ａの幅方向に沿って延びている。
【００１６】
また、ベースフレーム１２には、可動刃１８の移動をガイドする細長いガイド孔２６、ねじりコイルばね２０を装着するための一対のばね装着孔２８、および、一対のばね受け３０が形成されている。
【００１７】
ガイド孔２６は、底壁１２ａのほぼ中央に形成され、上下方向、すなわち、挿通孔２４の長手方向と直交する方向に延びている。一対のばね装着孔２８はガイド孔２６の両側に位置し、底壁１２ａおよび上壁１２ｃに亘って形成されている。各ばね装着孔２８は、ほぼ矩形状に形成されているとともに、上壁１２ｃには、ばね装着孔２８内に突出した一対の係合突起３２が形成されている。また、一対のばね受け３０は、ガイド孔２６の両側でばね装着孔２８にそれぞれ隣接して設けられている。
【００１８】
更に、ベースフレーム１２の底壁１２ａにおいて、ガイド孔２６の中間部から挿通孔２４に至る部分は、図４ないし図６に示すように、外側に向って突出するように面成され、フレーム押圧部として機能する凸部３４を構成している。この凸部３４は、ガイド孔２６側から挿通孔２４に向って徐々に幅が広くなり、かつ、ガイド孔側から挿通孔に向って徐々に突出高さが増加している。また、底壁１２ａの幅方向に沿った凸部３４の形状は、中央部が最も突出するように湾曲している。なお、凸部３４は、ガイド孔２６の中間部から形成されているが、ガイド孔の上端部から挿通孔２４まで形成されていてもよい。
【００１９】
図３ないし図５に示すように、固定刃１６は細長い矩形状に形成され、ベースフレーム１２の底壁１２ａ下端部上に固定されている。そして、固定刃１６の刃先１６ａは、底壁１２ａのほぼ全幅に亘って延びているとともに、挿通孔２４の下端縁と整列して位置している。
【００２０】
可動刃１８はほぼＹ字状に形成され、ベースフレーム１２の底壁１２ａ上に摺動自在に配置されている。可動刃１８は、底壁１２ａの幅方向ほぼ全長に亘って延びた刃本体１８ａと、刃本体の中央部から上壁１２ｃ側に延出した支持部１８ｂと、を有し、刃本体１８ａには挿通孔２４側に位置した刃先１８ｃが形成されている。なお、可動刃１８および固定刃１６は、屈曲あるいは湾曲加工されることなく、平坦な板材により形成されている。また、固定刃１６および可動刃１８は、ベースフレーム１２よりも固い材料、例えば、合金鋼により形成されている。
【００２１】
支持部１８ｂには２本のガイドピン３６、３８が固定され、それぞれベースフレーム１２のガイド孔２６内に摺動自在に挿通されている。ガイドピン３６、３８は上下方向、つまり、挿通孔２４と直交する方向に並んで配置され、刃本体１８ａ側に位置したガイドピン３６は、底壁１２ａを越えて外方へ突出している。そして、ガイドピン３６の延出端には環状の座金４０が嵌合され、Ｅリング４１によって固定されている。座金４０は、ガイド孔２６の幅よりも大きな径を有しストッパとして機能するとともに、底壁１２ａの外面に摺動自在に接触している。従って、可動刃１８は、２本のガイドピン３６、３８およびガイド孔２６により、ガイド孔の長手方向、すなわち、挿通孔２４と直交する方向に沿って移動自在にガイドされているとともに、座金４０により底壁１２ａ上に保持されている。
【００２２】
可動刃１８の中央部には段付きの枢軸４４が立設され、この枢軸４４にねじりコイルばね２０の押圧部およびリンクアーム４６が係合している。すなわち、ねじりコイルばね２０は、所定の隙間をおいて同軸的に並んだ一対のコイル部２０ａと、これらコイル部の向い合う端同士を連結しているとともにコイル部と直交する方向に延出した押圧部２０ｂと、各コイル部の外側端から延出したアーム部２０ｃと、を有し、一本の線材を加工して形成されている。
【００２３】
図２ないし図４からよく分かるように、ねじりコイルばね２０の各コイル部２０ａは、一対の係合突起３２と係合した状態でベースフレーム１２のばね装着孔２８内に装着され位置決めされている。また、各アーム部２０ｃは対応するばね受け３０に係止されているとともに、押圧部２０ｂは可動刃１８の枢軸４４と係合している。これにより、ねじりコイルばね２０は、ベースフレーム１２の所定位置に装着され保持されているとともに、押圧部２０ｂを介して、可動刃１８を底壁１２ａおよび固定刃１６に向って付勢している。
【００２４】
図３および図４に示すように、リンクアーム４６は、その一端が枢軸４８によりベースフレーム１２の底壁１２ａ上に回動自在に支持されている。また、リンクアーム４６は、その中間部に形成された第１長孔５０と、他端部に形成された第２長孔５２とを有し、第１長孔５０に、可動刃１８に設けられた枢軸４４の先端部が摺動自在に挿通されている。従って、リンクアーム４６は、可動刃１８の上下移動に連動して回動可能となっている。
【００２５】
一方、図３に示すように、可動刃１８を移動させる駆動機構２２は、カバー１４の内面に回転自在に取り付けられたウォームホイル５４と、ウォームギア５５を介してウォームホイールを回転駆動するモータ５６と、ウォームホイールの外周面と対向してカバー１４に取り付けられ、ウォームホイールの回動位置を検出するセンサ５８と、を備えている。
【００２６】
ウォームホイル５４上には係合ピン６０が立設され、ウォームホイールの回転中心から偏心して位置している。この係合ピン６０は、カバー１４をベースフレーム１２に取り付けた状態において、リンクアーム４６の第２長孔５２に摺動自在に係合している。従って、モータ５６によってウォームホイール５４を回転駆動することにより、リンクアーム４６が枢軸４８を中心として回動し、枢軸４４を介して可動刃１８を開閉駆動する。
【００２７】
上記のように構成されたカッターユニットによれば、通常、可動刃１８は開いた状態、つまり、固定刃１６と可動刃との間に用紙を通すスペースが開いた状態に保持されている。そして、駆動機構２２のセンサ５８は、可動刃１８が開いた位置をホームポジションとして検出する。
【００２８】
一方、挿通孔２４を通して送られてくる用紙を切断する場合、モータ５６が駆動されてウォームギア５５が回転し、その結果、ウォームホイール５４が減速して回転される。この際、ウォームホイール５４に設けられた係合ピン６０も同時に円周上を移動し、リンクアーム４６は、枢軸４８の周りで円弧運動する。それにより、リンクアーム４６と係合した枢軸４４を介して、可動刃１８が固定刃１６に向って閉じ位置、つまり、切断位置方向へ移動する。
【００２９】
可動刃１８が閉じ位置方向へ移動すると、これに伴い、ガイドピン３６に取り付けられている座金４０はベースフレーム１２の底壁外面上を摺動しながら移動する。ここで、底壁１２ａの内、ガイド孔２６と挿通孔２４との間の領域は凸部３４として形成されている。そのため、座金４０はこの凸部３４の外面上を摺動することにより、可動刃１８を底壁１２ａ側へ押し付ける方向の力を作用させる。従って、可動刃１８が切断位置まで移動する間、可動刃の刃先部分は固定刃１６に押し付けられ、常に、必要なせん断切断角を維持する。
【００３０】
これに加えて、可動刃１８は、ねじりコイルばね２０により、常に固定刃１６側に押圧されている。従って、可動刃１８は安定したせん断切断角を維持することができ、接触圧の調整もねじりコイルばね２０の荷重を変更することで容易に行うことができる。
【００３１】
このようにして、切断位置まで下降した可動刃１８は、挿通孔２４に挿通された用紙を、固定刃１６と協同して切断する。用紙切断後、可動刃１８は連続して開放位置へ上昇される。そして、センサ５８によりホームポジションが検出された時点で、モータ５６が停止される。
【００３２】
以上のように構成されたカッターユニットによれば、ベースフレーム１２の底壁１２ａに押圧部として機能する凸部３４を設けることにより、可動刃１８を固定刃１６側へ押し付ける力を作用させ、安定したせん断切断角を得ることができる。そのため、ベースフレーム１２に比べて固い材料で形成されている固定刃１６および可動刃１８自身に特別な変形加工、修正加工等を施す必要がなく、カッターユニットの製造、組立が容易になると同時に部品の精度管理も容易となり、製造コストの低減を図ることができる。
【００３３】
また、上記凸部３４の作用に加え、ねじりコイルばね２０によって可動刃１８に押圧力を与えることにより、せん断切断角を一層安定して維持することができ、固定刃および可動刃本来の寿命前に、圧接不足による切断不良を生じることがない。更に、ねじりコイルばね２０は可動刃１８の中央部に押圧力を印加し、この押圧力を可動刃に対し左右均一に作用させている。そのため、左右不均一な弾圧による可動刃および固定刃の編摩耗、切断不良を防止することができる。従って、経済的で信頼性の高いカッターユニットを得ることができる。
【００３４】
なお、この発明は上述した実施の形態に限定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能である。例えば、ベースフレームの凸部は、少なくとも座金の移動路に設けられていればよく、その形状等は必要に応じて変更可能である。
【００３５】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明によれば、固定刃および可動刃に特別な加工を施すことなく必要なせん断切断角を安定して維持することができ、製造、組立が容易であるとともに、長期に渡って安定した切断能力を発揮可能な経済的で信頼性の高いカッターユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係るカッターユニットの斜視図。
【図２】上記カッターユニットの背面図。
【図３】上記カッターユニットのベースフレームとカバーとを分解して示す分解斜視図。
【図４】上記ベースフレーム、固定刃、可動刃、ねじりコイルばね、リンクアームを示す分解斜視図。
【図５】図３の線Ａ−Ａに沿った断面図。
【図６】図４の線Ｂ−Ｂに沿った断面図。
【符号の説明】
１０…筐体
１２…ベースフレーム（フレーム）
１４…カバー
１６…固定刃
１８…可動刃
２０…ねじりコイルばね（弾性体）
２２…駆動機構
２４…挿通孔
２６…ガイド孔
２８…ばね装着孔
３４…凸部（フレーム押圧部）
４０…座金
４６…リンクアーム
５４…ウォームホイール
５６…モータ
５８…センサ

Claims

フレームに固定された固定刃と、
上記フレームに切断位置と開放位置との間を移動自在に取り付けられ、上記固定刃との間に挿通された被切断物を上記固定刃と協同して切断する可動刃と、
上記可動刃を固定刃に向けて押圧するねじりコイルばねと、を備え、
上記ねじりコイルばねは、上記フレームに支持され、上記可動刃に対して相対的に移動可能に係合し上記可動刃を押圧する押圧部を有し、上記押圧部は、上記可動刃の上記開放位置から切断位置への移動に応じて、上記可動刃との係合位置が上記固定刃側に移動し、上記可動刃は、その中央部において上記押圧部と係合していることを特徴とするカッターユニット。
上記可動刃は上記ねじりコイルばねの押圧部と係合する係合部分を有し、上記押圧部は、それぞれ上記可動刃の移動方向に沿って延びた延出部分を有し、
上記可動刃の係合部分は、上記延出部分に移動可能に係合していることを特徴とする請求項１に記載のカッターユニット。
上記ねじりコイルばねは、上記フレームに支持されたコイル部と、上記コイル部の一端から延出しているとともに上記可動刃と係合した上記押圧部と、各コイル部の他端から延出し上記フレームに係止されたアーム部と、を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載のカッターユニット。
上記ねじりコイルばねは、所定の間隔をおいて互いに同軸的に配置され、それぞれ上記フレームに支持された一対のコイル部と、上記コイル部の向い合う端同士を連結しているとともに上記可動刃と係合した上記押圧部と、各コイル部の外側端から延出し上記フレームに係止されたアーム部と、を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載のカッターユニット。
上記可動刃は、屈曲した刃先を有するＹ字状に形成されている請求項１ないし４のいずれか１項に記載のカッターユニット。