JP4476663B2

JP4476663B2 - 紙屑落としカバーを備えた紙断裁装置

Info

Publication number: JP4476663B2
Application number: JP2004091756A
Authority: JP
Inventors: 和夫西村; 利幸間嶋
Original assignee: Daido Kogyo Co Ltd
Current assignee: Daido Kogyo Co Ltd
Priority date: 2004-03-26
Filing date: 2004-03-26
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2024-03-26
Also published as: JP2005271175A

Description

本発明は重ね合わせた複数枚の紙等を切断するに際して、切断された紙屑がカッターなどに付着しないように紙屑落としカバーを取付けた紙の断裁装置に関するものである。ここで、紙屑とは紙を切断する際に発生する紙片及び紙粉を対象とする。

積み重ねた複数枚の紙を一気に切断する為の断裁装置にも色々あるが、一般的には大掛かりで大きな装置である。例えば１０００枚以上重ねた紙を位置ズレしないように紙押えを降下してクランプし、上方から降下するカッターによって切断することが出来る。そして紙押え及びカッターは油圧駆動方式と成っていて、数トンの力を発揮して紙を切断している。勿論、油圧駆動方式ではなくてモータを利用した断裁装置もあるが、一般には交流電源で数百〜数千Ｗのモータが用いられている。

従って、従来の紙断裁装置はサイズ並びに重量が大きく、その為に事務機の付属装置として内蔵することは出来ない。又、従来の紙断裁装置ではカッターのストロークが定まっている為に、重ね合わせる紙の枚数が多くても少なくても同じストロークとなり、枚数が少ない紙を切断する場合にはカッターの動きに無駄が生じ、その分だけ切断作業の能率が低下する。

又、特開２００３−１９１１９６号に係る「紙の断裁装置」のようにカッターを上方から降下して紙を切断する場合、紙屑が刃先面と擦れ合って静電気が発生し、刃先には切断された紙屑が付着してしまい、これを除去しなくてはならない。すなわち、上方から降下するカッターでは紙屑が完全に自然落下することが出来ない為に、風を送ったり、ブラシで擦って強制的に除去する方法が採られている。このような、紙屑除去の補助的な機能を備えることで断裁装置全体が大型化し、本発明が求めるコンパクトな紙の断裁装置からかけ離れてしまう。

そこで、カッターを下側に配置して上方へ押上げることで重ね合わせた紙を下側から1枚づつ切断することにより、発生する紙屑は重力の作用で自然落下することが出来る。すなわち、カッターに付着しない為に切断能率は良く、紙屑を強制除去するに必要な装置を備える必要もない。

そこで出願人は平成１５年１２月２４日付けで「紙断裁装置」の特許出願(特願２００３−４２６９５８号)を行っているが、この紙断裁装置は、「テーブル上に複数枚重ね合せて載置した紙を切断する為の紙の断裁装置において、ガイドに沿って上方から降下する紙押えを有し、また下方から上昇するカッター刃を備えたもので、上記紙押えの紙押え機構はモータにて回転するスクリューにナットを螺合し、このナットとリンクを介して紙押えを連結し、カッター刃は傾斜したガイド溝を形成したガイドに取付けられ、該カッター刃から突出したスライダーは上記ガイド溝に嵌ると共に、該スライダーはガイド溝に沿った方向にスライド可能とし、さらに紙押えの両側にはストッパー片を取付け、カッター台の両側にも別のストッパー片を取着し、カッター刃が上昇して所定の位置にて両ストッパー片が互いに当接するようにしたことを特徴とする紙断裁装置。」である。

すなわち、上方に備えた紙押えによって紙を押圧し、下方から上昇するカッターにて下側から順次切断することが出来る。そして、切断した細かい紙屑は自然に落下するが、時にはカッターとガイドの隙間、替刃を固定しているネジ頭、及び突出したスライダーなどに引っ掛かって落下が妨げられる場合も発生する。その結果、切断作業に支障を来たし作業能率が低下する。特に、切断に際して発生する紙粉が小さな隙間に侵入したり、摺動面に侵入してトラブルが発生する。
特開２００３−１９１１９６号に係る「紙断裁装置」特願２００３−４２６９５８号に係る「紙断裁装置」

このように、従来の紙断裁装置には上記のごとき問題がある。本発明が解決しようとする課題はこの問題点であり、非常にコンパクト化すると共に消費電力の小さい小型モータで駆動することが出来、又切断される紙屑(紙片及び紙粉)が引っ掛からないで自然落下することが出来る紙屑落としカバーを備えた紙断裁装置を提供する。

本発明に係る紙断裁装置は重ね合わせた複数枚の紙が位置ズレしないように押さえる紙押えを有し、カッターは紙押えの下方に設けられると共に斜め上方へ上昇することが出来る。すなわち、テーブル上に配置された複数枚の紙は位置ズレしないように紙押さえにて押圧され、この状態で上昇するカッターにて切断される。紙は下側から1枚づつ切断され、大半の紙屑は自然に落下して刃先に付着しない構造と成っている。

一般に、刃物で被切断材を切断する場合、その刃物の切断性能を表現するのに「切れ味」という言葉で表現されることが多い。この切れ味は、切断時に刃物に加わる力の大小(切断抵抗)、その切断面に切断筋等が付いて損傷が付いているか否かの切断面の良否、刃物の耐久性などにて判断される。

切断抵抗の要因として、幾何学的要因(刃物の形状)、力学的要因(切断の方法など)、材料学的要因(刃物の材質など)の３つがある。
力学的要因は、切断抵抗Ｆａを２つの要素抵抗で表現すると、
Ｆａ＝Ｆｂ＋Ｆｃとなる。

Ｆｂ：被切断材の変形・破壊抵抗、
Ｆｃ：被切断材と刃物間の摩擦抵抗
ところで、多数枚を重ねた被切断材(シート束、積層紙、金属箔、薄金属板層)を切断する断裁装置の切断抵抗は、刃物による被切断材の変形量である圧縮弾性の変動や、摩擦力の変動により、不規則に変動することが認められている。このような断裁装置を駆動モータなどで駆動するには、その駆動モータなどの駆動力は、最大切断抵抗に基づいて設定すると共に、断裁装置自体の剛性も最大切断抵抗に基づいて設定する必要がある。

本発明の断裁装置では、積層された複数枚の紙を切断するカッターは該カッターの長手方向に斜動するように、傾斜したガイド溝に沿って移動しながら複数枚の紙を下側から１枚づつ切断し、発生した紙屑である小さな紙片や紙粉がカッターとガイドの隙間等に侵入しないように、又、替刃を固定するネジ頭、及び突出したスライダーなどに引っ掛からないように紙屑落としカバーを取付けている。

上記紙屑落としカバーの具体的な形態は限定しないが、少なくとも上端はカッター刃面に沿って傾斜したり湾曲している。そして、この紙屑落としカバーはカッターのほぼ全長にわたって設けられ、カッターの上端部に取付けられてカッターと共に上下動することが出来る。ただし、該紙屑落としカバーの取付け方法としては、ネジ止めされたり又は接着されるが、その他の方法であっても構わない。

本発明に係る紙の断裁装置は、紙押えによって重ね合わせた紙をクランプし、下方より斜め上方へ上昇するカッターによって切断するように構成したものである。カッターは斜め上方へ押上げられる為に、下方から紙を１枚づつ切断することが出来、切断された紙屑は自然に落下し、カッターの刃先に付着することは殆どない。

しかも、本発明ではカッターの刃先を残して紙屑落としカバーが取付けられ、切断された紙屑は紙屑落としカバーに沿って滑り落ちる。従って、カッターとガイドの隙間に紙粉が侵入することはなく、替刃を固定するネジ頭、及び突出したスライダーなどに紙片が引っ掛かることはなく、切断作業を効率よく行うことが出来る。勿論、紙屑の影響で断裁装置がトラブルことはない。

図１〜図３は本発明に係る紙断裁装置を示す実施例であり、図１は正面図、図２は左側面拡大図、図３は右側面拡大図を表している。同図の１は重ね合わせた複数枚の紙１を示し、２は該紙１が位置ズレしないように押える紙押え、３は該紙１を切断する為のカッターである。重ね合わされた紙１は平坦なテーブル４の上に載置され、紙押え２は上方から降下し、紙１が切断される際にズレないように紙押え２にて強固にクランプされる。

紙押え２はコ型断面の部材であって紙の全幅にわたって当り、該紙押え２は中立軸に対して等距離に設けているリンク５ａ，５ｂにて連結されている。該リンク５ａ，５ｂはスクリュー６ａ，６ｂに螺合しているナット７ａ，７ｂを挟み込んでいるスライダー８ａ，８ｂと軸９ａ，９ｂを介して連結している。スクリュー６が回転するならば該スクリュー６に螺合しているナット７ａ，７ｂの間隔は増減し、その結果、紙押え２と軸９ａ，９ｂ、１０ａ，１０ｂを介して連結しているリンク５ａ，５ｂの傾きが変化する。

図１において、ナット７ａ，７ｂを挟み込んでいるスライダー８ａ，８ｂの間隔が縮小するならば、紙押さえ２は降下して積層されている紙１を押圧する。そして、紙押え２はガイドされている為に、左右方向へ移動することはなく、スクリュー６ａ，６ｂの回転に伴うスライダー８ａ，８ｂの移動によって該紙押え２は昇降動する。シャフトの一部に設けられているスクリュー６ａ，６ｂはモータ１１によって回転駆動され、間には図３に示すようにベルト及び複数のギアが介在することで回転速度を落としてゆっくり回転することが出来る。そして、紙押え２はコイルバネ１２，１２・・にて下方へ押し下げるバネ力が付勢され、リンク５ａ，５ｂが起立することでコイルバネが伸びて紙押え２が降下することになる。

本発明では、ギア機構とリンク機構を組合せた紙押えである為に、例えばＤＣ２４Ｖの電源で２５Ｗ相当のモータを使用しても紙１を強力にクランプすることが出来る。そしてスライダー８ａの位置を検出することでリンク５ａ，５ｂの傾きθが分かり、その結果、紙押え２にて押えられている紙１の厚さを知ることが出来る為に、カッター３の移動量を無駄なく制御することが可能と成る。この装置にはスライダー８ａの位置を検出するためのリミットスイッチ１３ａ，１３ｂが取付けられ、該リミットスイッチ１３ａ，１３ｂの位置は変更可能と成っている。

一方、カッター３はカッター台１４に面接された状態で上記紙押え２の下側に装着され、両ガイド１５ａ，１５ｂの間に嵌ってスライドすることが出来る。しかも、カッター３のスライド方向は斜め上下方向であって、ガイド１５ａ，１５ｂには２本のガイド溝１６ａ，１６ｂが所定の距離をおいて夫々形成され、しかもガイド溝１６ａ，１６ｂは斜め方向に傾斜している。

カッター３及びカッター台１４を貫通する軸ピン１７ａ，１７ｂにはスライダー１８ａ，１８ｂが取付けられ、このスライダー１８ａ，１８ｂはガイド溝１６ａ，１６ｂに嵌っている。そこで、上記スライダー１８ａ，１８ｂがガイド溝１６ａ，１６ｂに沿って移動するならば、カッター３は斜め方向へスライドすることが出来る。ただし、カッター３は平行を成して形成している両ガイド溝１６ａ，１６ｂにスライダー１８ａ，１８ｂが嵌って移動することで常に水平に保たれて移動することが出来る。傾斜したガイド溝１６ａ，１６ｂの右端にスライダー１８ａ，１８ｂがあるときカッター３は降下しているが、スライダー１８ａ，１８ｂがスライドして左方向へ移動することで該カッター３は上昇する。

一方、カッター３が面接しているカッター台１４には水平に延びる長穴が設けられ、該長穴に上記軸ピン１７ａ，１７ｂが嵌っている。従って、スライダー１８ａ，１８ｂがガイド溝１６ａ，１６ｂに沿って斜め方向に移動する場合、カッター３はガイド溝１６ａ，１６ｂに沿って斜め方向に移動するが、カッター台１４は上下方向に昇降動する。

ところで、本発明ではカッター３及びカッター台１４を昇降動する為の具体的な手段は限定しないことにする。例えば、同図に示す実施例の場合、カッター３の左側端は水平スライダー１９と連結している。水平スライダー１９には垂直ガイド溝２０が形成され、この垂直ガイド溝２０にはカッター側端に取着したスライダー２１が遊嵌している。

水平スライダー１９は２本の平行な水平ガイドネジ２２，２２にガイドされ、両ガイドネジ２２，２２が同一速度で回転することで水平スライダー１９は水平移動することが出来る。水平スライダー１９によってカッター３は引っ張られたり押圧され、その結果、ガイド溝１６ａ，１６ｂに沿って斜め方向に昇降動し、カッター台１４は上下動することが出来る。水平スライダー１９の移動はモータ２３にて複数のギアを介して駆動されている。

ところで、本発明の紙断裁装置では、カッター３に紙屑落としカバー２４が取付けられている。ここで紙屑とは切断作業に際して発生する小さな紙片のみならず、細かい紙粉を言う。該紙屑落としカバー２４はその具体例を図４に示しているごとく、プラスチックや薄い金属板を曲げ成形して製作したもので、全体が滑らかな曲面にて形成され、その上端部２５は湾曲している。又は、形のある成形品でなく、薄くて柔らかいシートを使用することも可能である。

図５は該紙屑落としカバー２４をカッター３に取付けている場合で、(ａ)は図１のＡ−Ａ断面図、(ｂ)は図５(ａ)のＸ部詳細図、(ｃ)は図５(ｂ)のＹ部詳細図を示している。同図に示すように、紙屑落としカバー２４はカッター３に取付けられるが、上端部２５の縁はカッター３の替刃２６との間に挟まれて接着され、傾斜した刃面２７の下側に先端部２５が位置している。薄くて柔らかいシートをカッター３の替刃２６との間に挟んで取着するならば、自重によって滑らかに湾曲した紙屑落としカバー２４となる。

そこで、切断された紙屑は刃面２７から湾曲先端部２５に落下し、そして滑らかな紙屑落としカバー２４に沿って滑り落ちることが出来る。紙屑落としカバー２４はカッター３の替刃２６を除いて正面側全体が被覆される為に、替刃２６の止めネジ、ガイド１５ａ、ガイド溝１６ａ，１６ｂ、及びスライダー１８ａ，１８ｂに引っ掛かることはない。勿論、切断に際して発生する紙粉が小さな隙間や摺動部に侵入することを防止出来る。

図６は別形態の紙屑落としカバー２４をカッター３に取付けている実施例である。同図の(ａ)は図１のＡ−Ａ断面図、(ｂ)は図６(ａ)のＸ部詳細図、(ｃ)は図６(ｂ)のＹ部詳細図を示している。前記図５の場合と同じく、紙屑落としカバー２４はカッター３に取付けられるが、上端部２５の縁はカッター３の先端に接着され、替刃２６の傾斜刃面２７に沿って取付けられている。従って、カッター３にて切断された紙屑は紙屑落としカバー２４に沿って滑り落ちることが出来る。

ところで、カッターの切れ味は該カッターと紙の切断抵抗が小さい程良好である。切断にはカッターが刃先稜と直角方向に押し込まれる「押し切り」と、カッターが刃先稜と平行な移動を伴いながら押し込まれる「引き切り」とがある。本発明は後者の「引き切り」を重視した方法を採用しているが、ここでカッターの先端角(楔角)γ、刃先稜に直角な方向に押し込まれる速度(押し込み速度)Ｖと、カッターが刃先稜と平行な移動をする速度(水平速度)ｖにより、見かけのカッター先端角(有効楔角)βは次の式で表わされる。

ｔａｎβ＝Ｖ／(Ｖ²＋ｖ²)^1/2・ｔａｎγ
この式から分かるように、切断抵抗は紙質とカッターの見掛けの先端角(有効楔角)βにより変化し、紙質に応じた最適楔角βが存在する。本発明の紙断裁装置は上記の式を考慮し、事務機等に装備されることによる実用上の寸法、切断時間等の制約条件に基づいて、最適な押し込み速度Ｖ及び水平速度ｖを制御するガイド溝と該ガイド溝に嵌るスライダーを具備している。

本発明の紙断裁装置の正面図。本発明の紙断裁装置の左側面図。本発明の紙断裁装置の右側面図。紙屑落としカバーの具体例。図１のＡ−Ａ断面図。図１のＡ−Ａ断面図。

符号の説明

１紙
２紙押え
３カッター
４テーブル
５リンク
６スクリュー
７ナット
８スライダー
９軸
10 軸
11 モータ
12 コイルバネ
13 リミットスイッチ
14 カッター台
15 ガイド
16 ガイド溝
17 軸ピン
18 スライダー
19 水平スライダー
20 垂直ガイド溝
21 スライダー
22 ガイドネジ
23 モータ
24 紙屑落としカバー
25 上端部
26 替刃
27 刃面

Claims

テーブル上に複数枚重ね合せて載置した紙を切断する為の紙の断裁装置において、ガイドに沿って上方から降下する紙押えを有し、また下方から斜めに上昇するカッターを備えたもので、上記紙押えの紙押え機構はモータにて回転するスクリューにナットを螺合し、このナットと紙押えをリンクを介して連結して構成し、カッターは傾斜したガイド溝を形成したガイドに取付けられ、該カッターから突出したスライダーは上記ガイド溝に嵌ると共に、該スライダーはガイド溝に沿った方向にスライド可能とし、上記カッターの先端部には紙屑落としカバーを取付けて、カッターとガイドの隙間、カッター先端の替刃を固定するネジ頭、及び突出したスライダーをカバーし、そして、カッター先端の刃面に上記紙屑落としカバーの上端部が連続するようにしたことを特徴とする紙屑落としカバーを備えた紙断裁装置。
上記紙屑落としカバーの上端部の縁をカッター先端部に接着して取付けた請求項１記載の紙屑落としカバーを備えた紙断裁装置。