KR20120001503A - 시트재 천공장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 시트재 천공장치는, 화상 형성 장치로부터 배출된 시트재의 반송방향을 가로질러 배치되는 샤프트와, 상기 샤프트의 외주연에 장착되어 상기 샤프트와 함께 회전운동 하는 캠과, 상기 캠이 수용되는 캠홀더와, 상기 캠홀더의 하부에 설치되며, 상기 캠의 회전에 따라 상하 승강 운동되어 공급되는 시트재를 펀칭하는 복수개의 펀칭부재와, 상기 펀칭부재를 가이드하는 가이드부재를 포함하는 상부프레임과, 상기 상부프레임의 하부에 대응 배치되는 하부프레임과, 상기 샤프트를 회전 운동 시키는 구동부를 포함하며, 상기 캠은 상기 샤프트 방향을 따라 상기 복수 개의 펀칭부재가 배치되는 전체 영역의 너비 이상 상기 샤프트의 길이 이하의 길이로 형성되되, 상기 캠은 상기 길이 범위에 대해 연속적으로 형성된다.
본 발명에 의해, 펀치에 의한 천공 시 회전축에 발생되는 반력에 의한 굽힘모멘트를 감소시킬 수 있다. 또한, 천공 시 발생되는 진동 및 소음을 감소시킬 수 있으며, 천공 시 캠의 비틀림 정도를 감소시킴으로써, 천공에 필요한 구동 토크를 작게 하고, 보다 정확한 천공을 구현할 수 있다.

Description

시트재 천공장치{SHEET PUNCHING DEVICE}

본 발명은 시트재 천공장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시트 천공 시 구동축에 발생되는 굽힘응력을 분산시킬 수 있도록 구성된 시트재 천공장치에 관한 것이다.

시트재 천공장치는 프린터, 복사기 등을 비롯한 각종의 인쇄장치의 용지 배출부에 배치되어 상기 인쇄장치로부터 배출되는 용지의 일측에 구멍을 형성하기 위한 장치이다.

통상적인 천공장치의 개략적 구성은 구동부로부터의 동력에 의해 회전되는 축과 상기 축에 고정되어 펀치에 힘을 전달하기 위한 다수 개의 캠을 포함하여 구성된다.

상기 캠의 하부에는 시트재를 천공하기 위한 다수 개의 펀치가 설치되어 상기 펀치의 위치를 조절함으로써, 사용자가 원하는 위치에 천공을 형성하게 된다.

그런데, 종래 천공장치의 경우 상기 회전축의 양단부가 회전지지된 상태에서 상기 축을 따라 일정한 간격으로 캠과 펀치가 병설되는 구조인데, 상기 캠에 의해 상기 펀치에 힘을 전달할 경우, 이러한 힘에 의해 상기 축에는 반력이 작용하게 된다.

이러한 반력은 상기 회전축에 굽힘모멘트를 발생시키게 되는데, 상기 회전축의 양단 지지부로부터 먼 곳에 배치된 캠 및 펀치의 경우에는 상기 회전축에 보다 큰 굽힘모멘트를 발생시키게 된다.

상기 회전축에 발생된 굽힘모멘트는 결국 상기 회전축의 회전 시 진동 및 소음을 발생시키게 되고, 만약 상기 굽힘모멘트가 커질 경우에는 상기 진동 및 소음 역시 커지게 된다.

따라서, 상기 회전축은 상기 굽힘모멘트에 의한 굽힘 변형을 방지하기 위해 결과적으로 보다 큰 직경으로 설계되어야 하는데, 이것은 전체 장치의 재료비 상승 및 무게 증가의 원인이 되며, 아울러 회전축 구동을 위한 에너지의 불필요한 소비를 증가시키는 원인이 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 펀치에 의한 천공 시 회전축에 발생되는 반력에 의한 굽힘모멘트를 감소시킬 수 있는 시트재 천공장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 천공 시 발생되는 진동 및 소음을 감소시킬 수 있는 시트재 천공장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 천공 시 캠의 비틀림 정도를 감소시킴으로써, 구동에 필요한 토크의 손실을 줄이고, 보다 정확한 천공을 구현할 수 있는 시트재 천공장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 시트재 천공장치는, 화상 형성 장치로부터 배출된 시트재의 반송방향을 가로질러 배치되는 샤프트와, 상기 샤프트의 외주연에 장착되어 상기 샤프트와 함께 회전운동 하는 캠과, 상기 캠이 수용되는 캠홀더와, 상기 캠홀더의 하부에 설치되며, 상기 캠의 회전에 따라 상하 승강 운동되어 공급되는 시트재를 펀칭하는 복수개의 펀칭부재와, 상기 펀칭부재를 가이드하는 가이드부재를 포함하는 상부프레임과, 상기 상부프레임의 하부에 대응 배치되는 하부프레임과, 상기 샤프트를 회전 운동 시키는 구동부를 포함하며, 상기 캠은 상기 샤프트 방향을 따라 상기 복수 개의 펀칭부재가 배치되는 전체 영역의 너비 이상 상기 샤프트의 길이 이하의 길이로 형성되되, 상기 캠은 상기 길이 범위에 대해 연속적으로 형성된다.

여기서, 상기 샤프트는 체결부재에 의해 상기 캠과 결합되며, 또한 상기 샤프트에는 상기 캠의 변형에 대한 지지력을 발생시키기 위한 보강부재가 추가적으로 결합될 수 있다.

또한, 상기 상부프레임에는 상기 캠홀더의 유동을 방지하기 위한 유동방지부재가 추가적으로 배치될 수 있다.

한편, 상기 캠홀더 하부에는 상기 캠홀더의 변형을 방지하기 위한 캠홀더 보강부재가 추가적으로 제공될 수 있다.

바람직하게는, 상기 샤프트의 중심축선과 상기 캠의 중심축선은 상호 미리 설정된 각도로 교차 편위되도록 구성된다.

또는, 상기 복수 개의 펀칭부재들은 상기 캠홀더로부터 각각 서로 다른 길이로 돌출되도록 배치될 수 있다.

한편, 상기 캠은 길이 방향을 따라 일체 형성되거나, 또는 상기 캠은 길이 방향을 따라 2 분할 형성될 수 있다.

본 발명에 의해, 펀치에 의한 천공 시 회전축에 발생되는 반력에 의한 굽힘모멘트를 감소시킬 수 있다.

또한, 천공 시 발생되는 진동 및 소음을 감소시킬 수 있다.

또한, 천공 시 캠의 비틀림 정도와 펀칭부재의 상하방향 이외의 유동을 감소시킴으로써, 구동 토크의 손실을 줄이고, 보다 정확한 천공을 구현할 수 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 시트재 천공장치의 사시도이다.
도 2 는 본 발명에 따른 시트재 천공장치의 분해사시도이다.
도 3 은 본 발명에 따른 시트재 천공장치의 부분 분해사시도이다.
도 4 는 샤프트와 캠의 축 관계를 도시한 도면이다.
도 5 은 펀칭부재의 설치 상태를 도시한 도면이다.
도 6 은 하중 분포 상태를 도시한 도면이다.
도 7 은 하중 분포 상태를 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하기로 한다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어는 사전적인 의미로 한정해석되어서는 안되며, 발명자는 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절히 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예 및 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 표현하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 존재 할 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1 은 본 발명에 따른 시트재 천공장치의 사시도이며, 도 2 는 본 발명에 따른 시트재 천공장치의 분해사시도이며, 도 3 은 본 발명에 따른 시트재 천공장치의 부분 분해사시도이며, 도 4 는 샤프트와 캠의 축 관계를 도시한 도면이며, 도 5 은 펀칭부재의 설치 상태를 도시한 도면이며, 도 6 및 7 은 하중 분포 상태를 비교한 도면이다.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 시트재 천공 장치는,화상 형성 장치로부터 배출된 시트재의 반송방향을 가로질러 배치되는 샤프트(10)와, 상기 샤프트(10)의 외주연에 장착되어 상기 샤프트(10)와 함께 회전운동 하는 캠(20)과, 상기 캠(20)이 수용되는 캠홀더(30, 32)와, 상기 캠홀더(30, 32)의 하부에 설치되며, 상기 캠(20)의 회전에 따라 상하 승강 운동되어 공급되는 시트재를 펀칭하는 복수개의 펀칭부재(40)와, 상기 펀칭부재(40)를 가이드하는 가이드부재(50)를 포함하는 상부프레임(60)과, 상기 상부프레임(60)의 하부에 대응 배치되는 하부프레임(70)과, 상기 샤프트(10)를 회전 운동 시키는 구동부(80)를 포함하며, 상기 캠(20)은 상기 샤프트(10) 방향을 따라 상기 복수 개의 펀칭부재(40)가 배치되는 전체 영역(Lp)의 너비 이상 상기 샤프트(10)의 길이(Ls) 이하의 길이로 형성되되, 상기 캠(20)은 상기 길이 범위에 대해 연속적으로 형성된다.

본 발명에 따른 시트재 천공 장치는 프린터, 인쇄기 등과 같은 인쇄장치의 출력단에 설치되어, 배출되는 시트재의 일정범위에 천공을 형성하도록 제공된다.

여기서, 상기 샤프트(10)는 상기 구동수단(80)에 연결되어 회전 운동되는 구성요소로써, 도 4에서와 같이, 상기 캠(20)에 삽입 고정되어 캠(20)을 회전시키는 역할을 수행한다.

또한, 상기 샤프트(10)는 상기 캠홀더(30, 32)의 하부에 결합된 복수개의 펀칭부재(40)를 상기 캠(20)의 회전에 의해 상하 승강 운동시킨다.

상기 펀칭부재(40)는 시트재에 천공을 형성하기 위한 구성으로서, 상기 캠홀더(32)의 하부에 고정되며, 펀칭날(42)과 펀칭날결합핀(44)과 펀칭날결합부재(46)와 스토퍼(48)등을 포함하여 구성된다.

상기 상부프레임(60)에는 상기 펀칭날(42)이 통과하는 가이드부재(50)가 결합되며, 또한 상기 펀칭날(42)이 통과하기 위한 개구(62)가 형성된다.

상기 상부프레임(60)의 하부에는 상기 하부프레임(70)이 대응 배치되며, 상기 하부프레임(70)에도 상기 펀칭날(42)이 통과하기 위한 개구(72)가 형성된다.

상기 상부프레임(60)과 하부프레임(70) 사이로 시트재(미도시)가 배출되며, 상기 펀칭날(42)의 왕복운동에 의해 상기 배출되는 시트재에 천공이 형성된다.

상기 구동부(80)는 모터 등의 동력원으로부터 기어, 벨트 등의 동력전달수단에 의해 전달된 회전력을 상기 샤프트(10)에 전달하기 위한 구성으로서, 상기 구동부(80)의 중심에 상기 샤프트(10)가 고정 설치된다.

여기서, 상기 캠(20)은 상기 샤프트(10) 방향을 따라 상기 복수 개의 펀칭부재(40)가 배치되는 전체 영역(Lp)의 너비 이상의 길이로 형성된다.

또한, 상기 캠(20)은 상기 샤프트(10)의 길이(Ls) 이하의 길이로 형성된다.

상기 캠(20)은 상기 길이 영역을 커버하도록 도 2 에 도시된 바와 같이, 원기둥이 2 분할된 형상으로 연속적으로 형성되거나 또는 하나의 원기둥 형상으로 연속적으로 형성될 수 있다.

여기서, 상기 연속적의 의미는 상기 캠(20)이 상기 샤프트(10)를 따라 단속됨이 없이 연속 형성됨을 의미한다.

상기와 같이 상기 캠(20)이 상기 길이 범위로 연속적으로 형성됨으로써, 상기 캠(20)의 회전에 의한 상기 펀칭부재(40)의 가압 시에 발생되는 굽힘모멘트가 도 6 과 같은 집중 하중에 의한 굽힘모멘트 발생 상태가 아닌, 도 7 과 같은 굽힘모멘트 상태가 된다.

즉, 종래 기술에서와 같이 상기 캠이 연속적이 아닌 단속적으로 형성될 경우에는, 도 6 에서와 같이 부분적으로 집중 하중(F)이 발생되며, 이에 의한 굽힘모멘트(F X L/2)가 상기 샤프트에 작용된다.

그러나, 본 발명에서와 같이 상기 캠(20)이 상기 길이 범위로 연속적으로 형성되는 경우에는, 도 7 과 같은 분포 하중 상태(전체 영역에 F/L 분포하중 작용)가 되며, 이에 의한 굽힘모멘트 역시 F X L/8 의 상태가 된다.

따라서, 본 발명에 따른 캠(20) 구성에 의해서는 종래 기술에 따른 굽힘모멘트 상태에 비해 작용 굽힘모멘트가 1/4 로 감소되어, 상기 샤프트(10)의 직경을 보다 작게 형성할 수 있으며, 상기 샤프트(10)의 고속 회전 시에도 종래 기술에 따른 설계에 비해 진동 및 소음을 감소시킬 수 있다.

한편, 상기 샤프트(10)는 나사 등의 체결부재(12)에 의해 상기 캠(20)과 결합되며, 또한 상기 샤프트(10)에는 상기 캠(20)의 변형에 대한 저항력을 발생시키기 위한 보강부재(14)가 추가적으로 결합될 수 있다.

상기 보강부재(14)는 상기 샤프트(10)와 상기 캠(20) 사이에 결합되는 핀 등으로 구성될 수 있으며, 상기 보강부재(14)에 의해 상기 샤프트(10)로부터의 회전력이 상기 캠(20)에 보다 완전히 전달된다.

도 5 에 도시된 바와 같이, 상기 샤프트(10)의 중심축선(11)과 상기 캠(20)의 중심축선(21)은 상로 미리 설정된 각도로 교차 편위되도록 구성되는데, 이러한 교차 편위에 의해 상기 복수 개의 펀칭부재(40)들은 시트재에 대해 동시에 펀칭작업을 수행하지 않고 상호 일정한 시간차를 가지고 펀칭하게 된다.

상기와 같이 샤프트(10)의 중심축선(11)과 캠(20)의 중심축선(21)이 상호 교차 편위되는 상태에서, 상기 샤프트(10)로부터의 회전력이 상기 캠(20)에 전달되는 경우에, 만약 상기 캠(20)에 비틀림 변형이 발생되다면, 상기 펀칭부재(40)들의 정확한 시간차 펀칭이 이루어 지지 않을 수 있다.

또한, 상기 샤프트(10)로부터의 회전력이 상기 캠(20)에 정확히 전달되는 것이 바람직하며, 상기 캠(20)에 의한 상기 펀칭부재(40) 가압의 경우에도 상기 캠(20)이 굽힘 변형을 받을 수 있다.

그런데, 상기 보강부재(14)에 의해 상기 샤프트(10)와 상기 캠(20)간의 체결력을 향상시키면서도, 상기 캠(20)의 변형을 방지함으로써, 상기 샤프트(10)로부터의 회전력을 상기 캠(20)에 손실 없이 전달할 수 있으며, 또한 발생되는 진동 및 소음을 감소시킬 수 있다.

한편, 상기 캠홀더(30, 32) 하부에는 상기 캠홀더(30, 32)의 변형을 방지하기 위한 금속재의 캠홀더 보강부재(34)가 추가적으로 제공될 수 있다.

또한, 상기 상부프레임(60)에는 상기 캠홀더(30, 32)의 유동을 방지하기 위한 유동방지부재(64)가 추가적으로 배치된다.

상기 유동방지부재(64) 내의 홈에서 상기 캠홀더(30, 32)의 양단부가 슬라이딩되도록 구성됨으로써, 상기 캠홀더(30, 32)의 상하 유동시 횡방향의 진동 및 이에 의한 소음을 억제하며, 펀칭날(42)이 상하 방향으로만 정숙하게 운동되게 함으로써, 펀칭날(42)과 가이드부재(50) 사이의 마찰이 줄어들게 되어 구동 토크의 손실을 방지할 수 있다.

상기된 바와 같이, 상기 샤프트(10)의 중심축선(11)과 상기 캠(20)의 중심축선(21)은 상호 미리 설정된 각도로 교차 편위되도록 구성됨으로써, 복수 개의 펀칭날(42)들이 동시에 펀칭작동되지 않고, 서로 시간 차를 가지며 펀칭 동작을 수행하게 되는데, 상기와 같은 목적 달성을 위한 또 다른 구성으로서는, 도 5 에 도시된 바와 같이, 상기 복수 개의 펀칭부재(40)들이 상기 캠홀더(32)로부터 각각 서로 다른 길이로 돌출되도록 설치될 수도 있다.

즉, 도 5 에 도시된 바와 같이, 상기 복수 개의 펀칭부재(40)들이 예를 들어 각각 0.5 mm 의 높이 차를 가지는 상태로 상기 캠홀더(32)에 설치될 수 있다.

상기와 같이 복수 개의 펀칭부재(40)들이 상호 시간차를 가지면서 펀칭작용하도록 구성됨으로써, 상기 복수 개의 펀칭부재(40)들이 동시에 펀칭 기능을 수행하는 경우에 비하여, 펀칭 기능을 수행하기 위해 상기 구동부(80)로부터 전달되어야 하는 회전 토크의 크기가 감소되며, 이러한 회전 토크의 감소는 결과적으로 상기 샤프트(10) 및 캠(20)의 회전에 따른 진동 및 소음을 감소시키게 된다.

이상, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 기술적 사상은 이러한 것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 본 발명의 기술적 사상과 하기 될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 실시가 가능 할 것이다.

10: 샤프트 20: 캠
30, 32: 캠홀더 40: 펀칭부재
50: 가이드부재 60: 상부프레임

Claims (8)

1. 화상 형성 장치로부터 배출된 시트재의 반송방향을 가로질러 배치되는 샤프트와;
   상기 샤프트의 외주연에 장착되어 상기 샤프트와 함께 회전운동 하는 캠과;
   상기 캠이 수용되는 캠홀더와;
   상기 캠홀더의 하부에 설치되며, 상기 캠의 회전에 따라 상하 승강 운동되어 공급되는 시트재를 펀칭하는 복수개의 펀칭부재와;
   상기 펀칭부재를 가이드하는 가이드부재를 포함하는 상부프레임과;
   상기 상부프레임의 하부에 대응 배치되는 하부프레임과;
   상기 샤프트를 회전 운동 시키는 구동부를 포함하며,
   상기 캠은 상기 샤프트 방향을 따라 상기 복수 개의 펀칭부재가 배치되는 전체 영역의 너비 이상 상기 샤프트의 길이 이하의 길이로 형성되되,
   상기 캠은 상기 길이 범위에 대해 연속적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 시트재 천공 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 샤프트는 체결부재에 의해 상기 캠과 결합되며, 또한 상기 샤프트에는 상기 캠의 변형에 대한 지지력을 발생시키기 위한 보강부재가 추가적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 시트재 천공장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 상부프레임에는 상기 캠홀더의 유동을 방지하기 위한 유동방지부재가 추가적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 시트재 천공장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 캠홀더 하부에는 상기 캠홀더의 변형을 방지하기 위한 캠홀더 보강부재가 추가적으로 제공되는 것을 특징으로 하는 시트재 천공장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 샤프트의 중심축선과 상기 캠의 중심축선은 상호 미리 설정된 각도로 교차 편위되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시트재 천공장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수 개의 펀칭부재들은 상기 캠홀더로부터 각각 서로 다른 길이로 돌출되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 시트재 천공장치.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 캠은 길이 방향을 따라 일체 형성되는 것을 특징으로 하는 시트재 천공장치.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 캠은 길이 방향을 따라 2 분할 형성되는 것을 특징으로 하는 시트재 천공장치.
   

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