JPH05177586A - 回転式シート材切断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 固定刃刃先の偏摩耗を軽減して回転刃の回転
を円滑に保つと共に圧接ばねの復元力を利用して駆動源
を小さくした切断装置を提供する。 【構成】 左右の側板に軸支され、切断開始側の端部に
固定刃の刃先をガイドする案内リング、および回転の軸
心から偏心した位置に突起を有する回転刃と、揺動自在
に軸支され、端部に揺動軸心から偏心した位置に突起を
有する固定刃と、一方端を回転刃の突起に掛止され、他
方端を前記固定刃の突起に掛止された圧接ばねからな
る。回転刃が切断開始位置に到達する直前に圧接ばねの
変位が最大となる位置に回転刃の突起を固定する。

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、ファクシミ
リ、プリンタ等の事務用機器に装着され、ロール紙、フ
ィルム等のシート材を切断する回転式シート材切断装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、回転式シート材切断装置の固定刃
を回転刃に圧接する機構は、引張コイルばねの一端を揺
動する固定刃の回転軸心と偏心した位置に掛止し、他端
は回転刃および固定刃の両端を支持する側板等シート材
切断装置の枠体を構成する部材に掛止する構造が一般的
である。この圧接方法を用いた切断装置は、随所に開示
されており、実開昭６１−６４９９４号公報の第１図に
も図示されている。

【０００３】さらに、実公昭５９−１４１５５号公報に
は、ベースプレートに固着された板ばねに固定刃を支持
し、板ばねの弾性力により固定刃を回転刃に圧接する構
造の切断装置が図示されており、この構造の圧接方法も
良く知られている。上記した従来の切断装置におけるば
ねの変位は回転刃の回転位置に関係なく、常に一定であ
るため、回転刃に対する固定刃刃先の圧接力も常に一定
である。また、一方で回転刃を回転させるために用いる
電動モータ等の駆動源は、回転刃が一回転する間に必要
な駆動トルクの最大値、すなわち回転刃が実際にシート
材の切断に関与する正味切断範囲で必要な駆動トルクを
基準に選定するのが普通である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】回転刃が前述した正味
切断範囲を通過する際には、刃先がシート材に確実に食
い付くように固定刃を回転刃に強く圧接する必要があ
り、また駆動源もシート材を切断するための大きな駆動
トルクを発生する必要がある。また、一般にこの種の回
転式シート材切断装置の正味切断範囲における回転刃の
動作角度はせいぜい50°程度以下であり、回転刃がこれ
以外の回転位置、すなわち空転範囲にあるときは、固定
刃の刃先を回転刃に強く圧接する必要はなく、また駆動
源も回転刃を空転させるのに必要なだけの極くわずかな
駆動トルクを発生すればよい。

【０００５】ところが、前記した従来の回転式シート材
切断装置は、回転刃が正味切断範囲を通過した後も、切
断開始側端部に設けられた案内リングに固定刃の圧接を
受け、ただ単に空転している際にも固定刃の圧接力は正
味切断範囲と同等である。そのため、案内リングと摺動
する部分における固定刃刃先の摩耗が、他の部分よりも
余計に進行する傾向が強いので、偏摩耗が生じ、この偏
摩耗によって生じた固定刃刃先の段付が原因で固定刃と
回転刃の噛み合い位置が回転刃の案内リング部から刃先
側に移行する際に引掛かりを生じて、回転刃を円滑に回
転できないという不具合があった。また、正味切断範囲
での大きな駆動トルクを基準に選定された駆動源が発生
するトルクの大部分は極くわずかな駆動トルクしか必要
としない空転範囲において無駄になってしまうという欠
点もあった。本願発明は、上記の問題点を解消するた
め、正味切断範囲では回転刃と固定刃を強く圧接し、空
転範囲では圧接力を低減でき、かつ正味切断範囲ではよ
り強い駆動トルクが得られる回転式シート材切断装置を
提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本願発明者は、前述した
従来の回転式シート材切断装置の不具合を解消するため
検討した結果、固定刃の回転刃への圧接力を回転刃の回
転角度に応じて変化させることができれば、正味切断範
囲で圧接力を最大にすることができて問題点を解決する
ことを知見したのである。そして、固定刃の回転刃への
圧接力を変化させる方法は、回転刃の軸心から偏心した
位置に突起を設け、この突起に圧接用のばねを掛止すれ
ばよいことを見出して本願発明を完成したものである。
より具体的に説明すると、本願発明は、左右の側板に回
転可能に軸支され、切断開始側端部に固定刃の刃先をガ
イドする案内リング、および回転軸心から偏心した位置
に突起を有する固定刃と、揺動自在に軸支され、端部に
揺動の軸心から偏心した位置に突起を有する固定刃と、
一方端を回転刃の突起に掛止され、他方端を固定刃の突
起に掛止された圧接ばねからなるシート材切断装置であ
る。そして、回転刃が切断開始位置に到達した時に固定
刃の突起と回転刃の突起が回転刃の軸心を挾んで相対峙
する如く、回転刃の突起を回転刃の軸端に固定したこと
を特徴とするものである。

【０００７】

【作用】本発明の回転式シート材切断装置においては、
固定刃を回転刃に圧接するばねの変位が回転刃が切断開
始位置に達した時に最大となるように、固定刃の突起と
回転刃の軸心と、回転刃の突起の３者がこの順序で相対
峙し、ほぼ一直線上に位置させた時、効果が最大に発揮
され、固定刃刃先が回転刃刃先に強く圧接されて、シー
ト材の切断が確実に開始される。回転刃が切断終了位置
を通過し、固定刃刃先の圧接力を再び切断開始側端部の
案内リングのみで受ける状態に戻った時点で、リングに
対する固定刃刃先の圧接力は、ばねの復元によって固定
刃の揺動の軸心まわりに加わるモーメントの低下に比例
して低下し、さらに回転刃が回転して切断開始位置から
180°の位置に達する直前まで案内リングに対する固定
刃の圧接力は低下し続ける。そして、その後回転刃がさ
らに回転して再び切断開始位置の直前に達するまでの間
に案内リングに対する固定刃の圧接力は、徐々に最大値
まで増加する。

【０００８】したがって、通常の摩耗現象においては摩
耗量は、摩擦距離と圧接力の積によって変化するが、回
転力の案内リングと固定刃刃先との摩擦距離と圧接力の
積が本発明の回転式シート材切断装置では、常に正味切
断範囲と同等の圧接力が加わる従来の回転式シート材切
断装置と比較して半減し、回転刃のリングと摩擦する範
囲の固定刃刃先の摩耗が大幅に軽減される。その結果、
固定刃刃先の偏摩耗による段付によって、固定刃の刃先
と回転刃の刃先とに引掛かりが生じて、回転刃が円滑に
回転できないという不具合は発生しなくなる。また、圧
接ばねの復元力は、大きな駆動トルクを必要とする正味
切断範囲において、回転刃の駆動方向に作用するので、
わずかな駆動トルクしか発生しない駆動源を装着しても
切断に必要な剪断力は十分得られる。圧接ばねの変位が
最小になった後、今度は圧接ばねの変位が最大になるま
で圧接ばねの復元力は回転刃の反駆動方向に作用する
が、この時の回転は空転範囲であるから、駆動源の駆動
トルクは圧接ばねを変位させるだけのわずかな駆動トル
クがあればよい。

【０００９】

【実施例】次に、本発明を一実施例と図面によってさら
に詳細に説明する。図１は、本発明の回転式シート材切
断装置の一実施例を示す斜視図であり、回転刃１は両端
を側板４，５に回転自在に支持し、固定刃２は両端を軸
２２，２３を介して側板４，５に揺動自在に支持した。
固定刃２を回転刃１に圧接する圧接ばね３の一方端は固
定刃２の端部に設けた突起２４に引掛けて掛止し、他方
端は回転刃１の軸に取り付けた腕部材に設けた突起１３
に掛止した。なお、突起１３は回転刃１の回転軸心１４
に対し、回転刃１が切断開始位置に達する直前に圧接ば
ね３の変位が最大となり、回転刃１が切断終了位置を通
過した後切断開始位置からほぼ180°回転した時圧接ば
ねの変位が最小となる向きに偏心させて配置した。ま
た、固定刃２は切断終了側端部の軸２２と刃先２１の距
離は固定刃２の切断開始側端部の軸２３と刃先２１の距
離より短く配置して、固定刃の揺動軸心２５と固定刃の
刃先２１の距離が徐々に変化する構造とした。本願発明
においては、回転刃１が回転して圧接ばね３の変位が徐
々に小さくなるにつれて、固定刃２の回転刃１への圧接
力も徐々に小さくなるので、切断力が不足する場合もあ
ることが想定される。このような不具合を予め回避する
ため、本実施例では上述したような固定刃２の構造とし
ておいたのである。しかし、上述のような不具合はない
ことが確実であれば、固定刃２は固定刃の揺動軸心２５
と固定刃の刃先２１の距離を一定とする構造としておけ
ば、固定刃２の製造が簡単になる。

【００１０】次に本発明を回転刃の回転を追いながら説
明する。図２は回転刃１が切断開始位置に達する直前に
おける圧接ばね３の状態を示す側面図、および回転刃１
と固定刃２の噛み合い状態を示す断面図である。図２に
おいて圧接ばね３の変位は最大であり、その復元力は固
定刃２の揺動軸心２５回りのモーメント２６を発生さ
せ、固定刃２の刃先２１は回転刃１のリング１２に強く
圧接されている。そして、この時点では圧接ばね３の復
元力による回転刃１の回転軸心１４まわりの駆動方向の
モーメント１５はまだ発生しない。図３は回転刃１が切
断開始位置に達した時の圧接ばね３の状態を示す側面図
と回転刃１と固定刃２の噛み合い状態を示す断面図であ
る。図３において、圧接ばね３の変位は最大に近い状態
であり、その復元力による固定刃２の揺動軸心回りのモ
ーメント２６も最大に近く、固定刃２の刃先２１は回転
刃１の刃先１１に強く圧接されて、シート材の切断が確
実に開始できる。また、圧接ばね３の復元力は回転刃１
の駆動方向のモーメント１５を回転刃１の回転軸心１４
まわりに発生させるため、その分だけ駆動源の発生する
トルクが少なくて済む。

【００１１】図４は回転刃１が切断終了位置に達した時
の圧接ばね３の状態を示す側面図と回転刃１と固定刃４
の噛み合い状態を示す断面図である。図４において、圧
接ばね３の変位は図３の状態より幾分減少し、固定刃２
の揺動軸心２５まわりの揺動モーメント２６も幾分低下
するが、固定刃２の揺動軸心２５と刃先２１の距離が図
３の状態より短い位置にあるため、固定刃刃先２１の圧
接力は低下せず、シート材の切断は切断終了まで確実に
行なわれる。また、圧接ばね３の復元力は依然回転刃１
の駆動方向のモーメント１５を回転刃１の回転軸心１４
まわりに発生させるため、その分だけ駆動源の発生する
トルクが少なくて済む。図５は回転刃１が切断終了位置
を通貨後、回転刃１の案内リング１２と固定刃２の刃先
２１が圧接した状態で圧接ばね３の状態を示す側面図
と、回転刃１と固定刃２の噛み合い状態を示す断面図で
ある。図５において、固定刃２の刃先２１は再び回転刃
１の案内リング１２に圧接されるが、圧接ばね３の変位
は最大値より相当減少しており、圧接力は図２の状態よ
りかなり低く、案内リング１２との揺動範囲における固
定刃刃先２１の摩耗はほとんど進行しない。

【００１２】図６は、回転刃１が図２に示す位置から18
0°回転した状態での圧接ばね３の状態を示す側面図お
よび回転刃１と固定刃２の噛み合い状態を示す断面図で
ある。 図６において、圧接ばね３の変位は最小とな
り、案内リング１２と固定刃の刃先２１の圧接力は極く
僅少となるため、案内リング１２との摺動範囲における
固定刃の刃先２１の摩耗は全く進行しない。図７は回転
刃１が図６の位置からさらに図２の位置まで回転する途
中の状態での圧接ばね３の状態を示す側面図と回転刃１
と固定刃２の噛み合い状態を示す断面図である。図７に
おいて圧接ばね３の変位は、徐々に増加中であり、案内
リング１２と固定刃の刃先２１の圧接力も徐々に増加中
であるが、図２の状態に比べれば圧接力は相当低いため
リング１２との摺動範囲における固定刃の刃先２の摩耗
は依然として進行する状態ではない。また、圧接ばね３
の復元力は回転刃１の反駆動方向のモーメント１６を回
転刃１の回転軸心１４まわりに発生させるが、大きな駆
動トルクを必要とするシート材を切断する位置ではない
ので、駆動源は、この反駆動方向のモーメント１６に逆
らうだけの駆動力を発生すればよいから、駆動源は安定
して回転刃１を図２に示す位置まで駆動できる。

【００１３】従来のこの種の回転式シート材切断装置に
おいて、固定刃の刃先と回転刃のリングの圧接力は常に
本発明の回転式シート材切断装置における最大値、すな
わち、図２の状態と同等の値であるのに対し、本発明の
回転式シート材切断装置における固定刃の刃先２１と案
内リング１２の圧接力は図２の状態において、一時的に
従来のこの種の回転式シート材切断装置と同等の値まで
上昇するのみであるから、案内リング１２との摺動範囲
における固定刃の刃先２１の摩耗は従来のこの種の回転
式シート材切断装置より大幅に少なくなり、回転刃が円
滑に回転できる状態を永く保つことができる。また、従
来のこの種の回転式シート材切断装置において、駆動源
はシート材の切断に必要なトルクと同等以上の駆動トル
クを発生する必要があったが、本発明の回転式シート材
切断装置ではシート材を切断する際に圧接ばね３の復元
力が回転刃１の駆動方向のモーメント１５を回転刃１の
回転軸心１４のまわりに発生させるため、駆動源の発生
する駆動トルクはシート材の切断に必要なトルクよりも
少なくて済む。

【００１４】

【発明の効果】本発明によれば、回転式シート材切断装
置の回転刃のリングと摺動する範囲での固定刃の刃先摩
耗が大幅に軽減でき、この固定刃の刃先の偏摩耗による
段付現象によって生ずる回転刃の刃先と固定刃の刃先と
の噛み合い開始位置で引掛かりが生じて、回転刃の回転
に支障をきたす不具合を抑制できる上、圧接ばねの復元
力を利用して、駆動トルクを補うことにより、駆動源の
小型化ができて、長寿命でコストを低減したシート材切
断装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回転式シート材切断装置の一実施例を
示す斜視図である。

【図２】本発明の回転式シート材切断装置において、回
転刃が切断開始位置に達する直前における圧接ばねの状
態を示す側面図と回転刃と固定刃の噛み合い状態を示す
断面図である。

【図３】本発明の回転式シート材切断装置における回転
刃が切断開始位置に達した時の圧接ばねの状態を示す側
面図と回転刃と固定刃の噛み合い状態を示す断面図であ
る。

【図４】本発明の回転式シート材切断装置において、回
転刃が切断開始位置に達した時の圧接ばねの状態を示す
側面図と回転刃と固定刃の噛み合い状態を示す断面図で
ある。

【図５】本発明の回転式シート材切断装置の回転刃が切
断終了位置を通過後回転刃の案内リングと固定刃が圧接
した状態での圧接ばねの状態を示す側面図と回転刃と固
定刃の噛み合い状態を示す断面図である。

【図６】本発明の回転式シート材切断装置において、回
転刃が図２の位置から180°回転した状態での圧接ばね
の状態を示す側面図と回転刃と固定刃の噛み合い状態を
示す断面図である。

【図７】本発明の回転式シート材切断装置において、回
転刃が図６の位置から更に図２の位置まで回転する途中
の状態での圧接ばねの状態を示す側面図と回転刃と固定
刃の噛み合い状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 回転刃 １１ 回転刃の刃先 １２ 案内リング １３ 回転刃の突起 １４ 回転刃の回転軸心 １５ 駆動方向のモーメント １６ 反駆動方向のモーメント ２ 固定刃 ２１ 固定刃の刃先 ２２ 左側の軸 ２３ 右側の軸 ２４ 固定刃の突起 ２５ 固定刃の揺動軸心 ２６ 揺動モーメント ３ 圧接ばね ４ 左側板 ５ 右側板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 左右の側板に回転可能に軸支され、切断
   開始側端部に固定刃の刃先をガイドする案内リング、お
   よび回転軸心から偏心した位置に突起を有する回転刃
   と、該回転刃の回転に応じてその刃先を前記回転刃の刃
   先に圧接するごとく揺動自在に軸支され、端部に揺動軸
   心から偏心した位置に突起を有する固定刃と、一方端を
   前記回転刃の突起に掛止され、他方端を前記固定刃の突
   起に掛止された圧接ばねからなり、前記回転刃が切断開
   始位置に到達した時、前記固定刃の突起と前記回転刃の
   突起が前記回転刃の軸心を挾んで相対峙する如く、前記
   回転刃の突起を前記回転刃の軸端に固定したことを特徴
   とする回転式シート材切断装置。