纸张穿孔装置及纸张穿孔方法

专利名称：纸张穿孔装置及纸张穿孔方法
技术领域：
本发明涉及一种在经复印机、印刷机、打印机等成像装置印出的 纸张上穿孔的穿孔方法以及穿孔装置。
背景技术：
一般，在需要装订的纸张上打孔有两种方法用办公打孔机的冲 孔部在数枚纸张上押下穿孔的手动方法；印刷机、复印机等机器印出
来后自动穿孔的方法。前者是将纸张夹住，在框部内将圆柱形的冲孔 部件设置为上下运动，押下操作杆，穿通纸张的装置。反之，后者是 将印出的纸张按顺序固定在所定的处理位置，押下驱动冲孔部件的马 达进行冲孔的装置，并与其他装置组装在一起使用。这些装置按所定
间隔在纸张的2处、3处或4处同时穿孔，这些孔数及间隔按统一的 规格设定。
在此之前，后种方法被公布于日本专利特幵2001-9791号、特开 2001-26370号、特开2000-301492号、特开2002-36196号等。在这
些专利公报上公布如下夹住纸张，上基台与下基台形成一定间隔， 上基台支撑有很多上下运动的冲孔部件，下基台有与冲孔部件相适的 穿孔台，利用驱动马达使冲孔部件向冲孔方向运动，将纸张的所定位 置冲孔的装置。可根据规格选择冲孔部件的动作，如冲2孔、3孔、 4孔等。通过延迟被选择冲孔部件的时间，动作时减少驱动马达的负 荷扭矩。
上述冲孔部件通过凸轮与驱动马达连接。上记专利文献1中各
冲孔部件针与有倒v字状凸槽的滑动凸轮配合，滑动凸轮能沿上基台
自由移动，作为滑动凸轮的一部份的滑动齿条上连接了驱动马达的小
齿轮。另，专利文献2中偏心凸轮与上述同样构造的各冲孔部件连 接，此偏心凸轮装在与上基台平行配置的驱动轴上，此驱动轴与驱动 马达连接。各冲孔部件的偏心凸轮随驱动轴的旋转角度选择性地在纸 张上穿孔，延迟一部份冲孔部件的动作时间，使穿孔时间不同。
如上述各专利文献里所述，冲孔部件不是受V字状凸轮或偏心凸 轮的推力呈放射状运动，而是在推力方向的上顶点移动至下顶点的过 程中在纸张上穿孔的构造。
如上所述，各冲孔部件根据选择的凸轮机构往穿孔方向运动时， 如上专利文献1所述冲孔部件针与滑动凸轮配合沿轴方向上下移动， 或如上专利文献2所述偏心凸轮连接冲孔部件使其上下运动。像这种 老式冲孔构造使用普通纺锤形状的冲孔部件单纯的上下运动，在纸张 上穿孔，有如下问题
第一，上下运动的穿孔部件里有夹住纸张进行穿孔的穿孔台，此 穿孔台下面有收纳碎屑的碎屑盒。老式的冲孔部件只沿推力方向上下 运动的构造，穿孔处下面会堆积很多碎屑，堆积过多时会从穿孔处溢 出，碎屑堆积过多，在冲孔部件运动时会增加驱动马达的负荷，引起 故障。而且，碎屑溢到穿孔台散入到纸张或装置内，会引发机器动作 错误等问题。
第二，如上所述，利用上下方向的推力运动的穿孔构造，在穿孔 时巨大的剪断力会增加驱动马达的负荷。在塑胶文件夹或厚纸板上穿 孔时驱动马达的负荷会增大，需使用大容量的马达或减慢穿孔速度
等，引发需加大驱动部装置，且增加成本的问题。

发明内容
本发明的第一个目的在于针对上述现有穿孔方法存在的上述问 题，提供一种使穿孔时碎屑不会散入装置内，且穿孔时剪断负荷小 的纸张穿孔方法。
本发明的第二个目的在于针对上述现有穿孔装置存在的上述问 题，提供一种穿孔时碎屑不会散入装置内，且穿孔时剪断负荷小能 收纳大量碎屑纸的纸张穿孔装置。
本发明的第一个目的是这样实现的本发明的纸张穿孔方法，是 在驱动马达和穿孔部件之间设有传动机构，它将驱动马达的旋转力传 动至穿孔部件，向穿孔部件提供穿孔方向的直线推力或放射方向的旋 转力，在支持穿孔部件的基架和穿孔部件上设有凸轮机构，它将所述 传动机构的传动力变换使穿孔部件在穿孔方向上下运动并同时作旋 转运动，驱动马达在所定旋转量内正向或反向运转，穿孔部件在穿孔 方向的上顶点和下顶点之间上下来回运动且同时作旋转运动，从上顶 点往下顶点移动时， 一边旋转一边穿孔。
本发明的第二个目的是这样实现的本发明包括前端设穿孔刀的 穿孔部件、支持穿孔部件在穿孔方向自由移动的基架和驱动穿孔部件 的驱动马达，在所述驱动马达和穿孔部件之间设有传动机构，它将驱 动马达的旋转力传动至穿孔部件，向穿孔部件提供穿孔方向的直线推 力或放射方向的旋转力；在所述基架和穿孔部件上设有将所述传动机 构的传动力变换使穿孔部件在穿孔方向上下运动并同时作旋转运动 的凸轮机构。
所述凸轮机构可采用由圆筒形或半圆筒形凸轮和凸轮部件构成
的凸轮机构，它们分别设在基架和穿孔部件的任何一方上，在圆筒形 凸轮的外周部设有带倾斜沟的凸轮沟，凸轮部件与凸轮沟相配合。
所述传动机构可采用由驱动马达驱动在所定行程之间来回运动 的齿条和与齿条相啮合的传动齿轮，传动齿轮与圆筒形或半圆筒形凸 轮与及穿孔部件设计成一体，与凸轮沟相配合的凸轮部件固定在基架 上。穿孔部件在传动机构的作用下来回旋转，并在凸轮机构的作用下 同时在穿孔方向上下运动。
所述传动机构可采用与驱动马达连接的驱动轴和安装在驱动轴 上的偏心凸轮，所述偏心凸轮与穿孔部件的顶部配合推动穿孔部件在 穿孔方向上下来回运动，所述凸轮机构由分别设在基架和穿孔部件的 任何一方上的凸轮和凸轮部件构成，在所述凸轮的外周部设有带倾斜 沟的凸轮沟，凸轮沟与凸轮部件相配合，所述穿孔部件在所述偏心凸 轮的推动下在穿孔方向上下运动，同时在凸轮机构的作用下来回旋 转。
所述传动机构可采用由所述驱动马达驱动在所定行程之间来回
运动的滑动凸轮，在所述滑动凸轮上设有带v字状沟的凸轮沟，它与
设在所述穿孔部件顶部的针相配合，所述凸轮机构由分别设在基架和 穿孔部件的任何一方上的凸轮和凸轮部件构成，在所述凸轮的外周部 设有带倾斜沟的凸轮沟，凸轮沟与凸轮部件相配合，所述穿孔部件在 所述滑动凸轮的推动下在穿孔方向上下运动，同时在凸轮机构的作用 下来回旋转。
本发明的冲孔部件在受推力移动时沿放射方向旋转同时从上顶 点运动至下顶点在纸张上穿孔，再由下顶点回至上顶时可改变旋转方 向，或者连续穿孔时，前一纸张与下一纸张的穿孔动作的旋转方向不
同。
本发明的技术效果在于冲孔部件由上顶点移至下顶点进行穿孔 动作时， 一边沿放射方向旋转一边穿孔，可以明显减小穿孔必需的剪 断力，此剪断力的减小能实现驱动马达的小容量化、小型轻量化，能 快速穿孔，而且在穿孔时冲孔部件沿放射方向正旋转、复位或穿下一 纸张时沿放射方向反旋转，因此附着在刀尖的碎屑在穿孔部件旋转 时，由于离心力作用而完全从刀尖脱离，碎屑向四周散开，均匀地分 散在冲孔部件下方的碎屑盒内，在冲孔部件下方无碎屑堆积。


图1是本发明实施例一的穿孔装置的整体结构示意图。
图2是图1所示装置的要部断面图。
图3是图1的装置中凸轮机构变形例的断面图。
图4是实施例一中穿孔部件的立体图。
图5、图6是实施例一中凸轮机构中凸轮的凸轮沟的形状说明图， 其中图5是第二、第三穿孔部件上的凸轮的凸轮沟形状，图6是第一、
第四穿孔部件上的凸轮的凸轮沟形状。
图7、图8是图l所示装置穿孔的动作状态说明图。
图9、图10分别是图1所示装置中驱动机构的位置感应构成的平
面图和断面图。
图11至图15是图1所示装置的位置感应关系的说明图。
图16、图17是穿孔刀的两种形状的示意图，其中图16表示斜裁
形状，图17表示V字形状。
图18是本发明实施例二中驱动机构的结构示意图。 图19是实施例二的的穿孔装置的整体结构示意图。
图20是实施例二中要部的结构图。
图21实施例二中凸轮机构的断面图。
图22是实施例二中偏心凸轮和穿孔部件的位置关系图。
图23是本发明实施例三的的穿孔装置的整体结构示意图。
图24是本发明穿孔装置的控制流程图。
图25是图1所示装置的机器制动器的断面图。
图26是图25所示机器制动器与滑动部件的位置关系图。
图27是图26中要部的放大图。
具体实施方式
实施例一
如图1和图2所示，实施例一的穿孔装置由与被穿孔板相应尺寸 的上基台30、与此上基台30之间及被穿孔板有间隔的下基台35 (也 称"冲孔台")、安装在上基台30上的冲孔部件40及设置在下基台 35上的冲孔38、驱动马达M、传动机构及凸轮机构构成，上述冲孔 部件40是圆柱形，设有上轴421和下轴422，并在其前端即下端设 有冲孔刀41，冲孔部件40根据上基台30所定的规格(文件孔规格) 间隔地设有2个或3个或4个等，本实施例设有4个第一冲孔部件 401、第二冲孔部件402、第三冲孔部件403、第四冲孔部件404。
所述各冲孔部件401-404为相同构造，以下就以第一冲孔部件 401为例结合图1和图2进行说明。上述上基台30是断面为-字形 的导轨部件，其上下相对设有上导轨31、下导轨32、导柱孔311、 321，冲孔部件40通过其由上轴421与导柱孔311嵌合、下轴422与 导柱孔321嵌合而支持在上基台30上，冲孔部件40能在穿孔方向上 下顺利滑动。在上述下基台35设计适用于穿孔刀41的冲孔38，在 穿孔刀41的刀口径与冲孔的8的口径D之间形成少许的缝隙，如 D二d+a的关系，a为间隙，另处在穿孔部件40上设有锷状段差，关于 此缝隙的形成后述上述的下基台35与上基台30之间形成如前述的缝 隙，再用固定螺丝39安装成一体，构成支持穿孔部件在穿孔方向自 由移动的基架。
本实施例中的凸轮机构由圆筒凸轮44和凸轮部件33构成，上述 的穿孔部件40与圆筒凸轮44设为一体，在圆筒凸轮44的外周部设 有带倾斜沟45 9的凸轮沟45，如后述所述，通过圆筒凸轮44等所 构成的凸轮机构，将穿孔部件40所受的驱动力变换成上下推力及旋 转力。与凸轮沟45相结合的凸轮部件33固定在上基台30上，凸轮 部件33由台座部331、导引轴部332，凸轮结合部333(也称为导针) 构成，它按照导柱孔311、 321的定位关系嵌合在上基台30上的安装 孔，然后用螺丝等固定台座部331，凸轮结合部333与上述凸轮沟45 相结合，因此穿孔部件40上下自动支持在上基台30上。
本实施例中的传动机构包括传动齿轮46，上述的穿孔部件40与 传动齿轮46组装成一体。采用钢材等具有优质研磨性能的材料制成穿 孔部件40的穿孔刀41及上轴部42a、下轴部42b，也可以采用其他金 属或陶瓷制成。本实施例中的圆筒凸轮44与传动齿轮46是由POM合 成树脂制成，具有良好的加工性及静音性，圆筒凸轮44与传动齿轮 46并不特别指定材质。这样，穿孔部件40的穿孔刀41和圆筒凸轮44 及传动齿轮46形成一体化，此一体化为三者同时运转，成型时因嵌入 成形一体化，使用固定螺丝、接着剂等固定。如穿孔部件40的轴部形 成非圆形断面，如用树脂将成形的圆筒凸轮44及传动齿轮46压入一 体，然后根据需要用固定螺丝及接着剂等固定。另外关于上述圆筒凸
轮44上的凸轮沟45的形状，在后面阐述。
如图16、图17所示，上述穿孔部件40前端的穿孔刀41的截面 形状为U字状，V字状等，波形纸张与穿孔部件40的连接端面形成凹 凸形状，贯通纸张，形成尖锐状，同时穿孔部件40旋转，使穿孔的剪 断力增强。如图16所示穿孔刀41的形状， 一端削成尖锐斜裁形状， 可以增大穿孔时的剪断作用，图16的斜裁形状及图17的V字状，分 别形成尖锐形状。
如图1所示，本实施例中的传动机构还包括齿条51，它设在滑动 部件50上，滑动部件50在上基台30上左右滑动。上述齿条51与上 基台30上穿孔部件401-404上的各传动齿轮46相啮合，根据滑动部 件50的移动量，按照所定角度关系分别运转各穿孔部件401-404。
上述的滑动部件50与驱动马达M按照以下方式进行连接。前述上 基台30用框架53安装驱动马达M，通过减速齿轮旋转轴连结驱动齿 轮70，驱动齿轮70与滑动部件50的齿条51相啮合，因此驱动马达M 正反向运转时，滑动部件50在图1所示的方向左右移动。另外，54 为马达旋转轴编码器，SE为检出此编码的编码感应器。
上述滑动部件50配置位置感应器。如图9和图10所示在滑动部 件50上设第一感应器标志55(551、 552、 553)和第二感应器标志56。 第一感应器标志551-553对应第一位置感应器spl;第二感应器标志 56分别对应第二位置感应器SP2及第三位置感应器SP3。
下面对圆筒凸轮44上的凸轮沟45进行说明。如图4至图6所示， 在圆筒凸轮44上设计凸轮沟45，凸轮沟45由直线沟和倾斜沟45 6 构成。任意选择对纸张进行穿2孔或穿4孔，第一穿孔部件401与第 四穿孔部件404上的圆筒凸轮44的外周上设有相同形状的凸轮沟
451、 454，第二穿孔部件402及第三穿孔部件403的圆筒凸轮44的 外周上设有相同形状的凸轮沟452、 453。
关于穿孔方向即图4的上下方向，在凸轮沟451-454上设有与之 有倾斜角度的倾斜沟45 0 ，该倾斜沟45 0在第一、第四凸轮沟451、 454上设有一处，在第二、第三凸轮沟452、 453上有两处设有倾斜沟 45 6，而且第一、第四凸轮沟451、 454的倾斜沟45 0与第二、第三 凸轮沟452、 453的一处倾斜沟45 e配置于圆筒凸轮44上同一角度位 置，在此第一角度位置对纸张开4孔。
另外第二、第三凸轮沟452、 453的另一处倾斜沟45 9在圆筒凸 轮44的不同角度位置(即第二角度位置)，在第二角度位置上对纸张 开2孔。第二角度位置上的第一、第四凸轮沟451、 454为水平的直线 沟，因此固定于上基台30上的导针333通过第一至第四凸轮沟451— 454的第一角度位置时对纸张开4 L，分别是第一到第四穿孔部件401 一404;通过第二角度位置时对纸张开2孔，分别是第二、第三穿孔部 件402、 403。
下面对上述的穿孔部件40的动作限制进行说明。
首先在上述的滑动部件50上设有第一感应器标志55和第二感应 器标志56等感应器标志，并分别设有第一位置感应器SP1、第二位置 感应器SP2、第三位置感应器SP3。另外在驱动马达M处配置编码器 54及编码感应器Se。前述的第一感应器标示55共有三个551、 552、 553，它们间隔配置在滑动部件50上如图9和图10所示。穿孔部件 40是否可以对纸张进行开孔，通过各标志551-553和第一位置感应器 SP1检出此位置配置关系。上述第二感应器标示56与第二、第三位置 感应器SP2、 SP3相对应。
如图11至图15所示，感应器标示55、 56和位置感应器SP1—SP3 配置成位置关系。在图11中，第一位置感应器SP1 "开"、第一位置 感应器SP2 "关"、第三3位置感应器SP3 "开"的状态下，检出滑动 部件50的右限位置和开4孔时的本位置HP1 (动作开始及终了位置)。 总之，用驱动马达M将滑动部件50移动至图11的右侧位置时，验证 右限位置，停止驱动马达M，再返回滑动部件50。另外，当滑动部件 50移动至同图右侧时，检出开孔的初始位置HP1 (动作开始及终了位 置)。以此位置为基准控制驱动马达M的旋转量。
另外滑动部件50向右方向移动还是向左方向移动，由上述位置感 应器SP1—SP3的动作顺序判断或者由设计驱动马达编码器54判断。 另外，如图12所示状态，第一位置感应器SP1 "关"，第二位置感应 器SP2 "开"，第三位置感应器SP3 "开"的状态下，检出4开孔动作 位置。此状态，上述穿孔部件401—404完成对纸张的穿孔。
如图13所示的状态，第一位置感应器SP1 "开"，第一位置感应 器SP2 "开"，第三位置感应SP3 "关"的状态下，检出4开孔动作终 了位置。此位置同时检出2开孔和4开孔的初始位置hp2 (动作开始 为基准位置)。也就是任意开2孔或开4孔时，以本位置HP2为基准， 控制滑动部件50。以本位置hp2为基准开4孔时，移动滑动部件50 至左侧，当开2孔时移动至右侧。如图14的第一位置感应器spl"关"、 第二位置感应器sp2 "关"及第三位置感应器sp3 "关"时，检出开2 孔的动作位置，在此种状态下，上述穿孔部件402、 403完成穿孔。
图15的第一位置感应器spl "开"、第二位置感应器sp2 "关"、 第三位置感应器sp3 "关"时，检出本位置hp3 (开2孔动作终了的位
置)。也就是说，开2孔时，以检出状态，停止驱动马达M，使之逆向 运行。另外设计上述的驱动马达M处的编码器54，检出驱动马达M的 运转轴的运转量，从而取得运转控制驱动马达M的时间信号。驱动马 达M的滑动部件50以上述的本位置Hp2为基准，开4孔移动至左侧， 然后再在本位置HP1间进行来回运转。另外开2孔以本位置HP2为基 准，移动至右侧，然后再在本位置HP3之间进行来回运转。
根据以上的装置构成，下列对被穿孔纸张实施开2孔或开4孔的 穿孔动作进行说明。穿孔装置利用CPU设计的控制方法，因此CPU(控 制方法)的动作依据图24的流程进行说明。
装置电源开始起动或装置运行时，控制是否为开2孔或开4孔， 接收开孔模式的选择信号(stl01)。控制手段通过指示信号(stl02) 将上述的滑动部件50移动至本位置。将此本位置移动至上述的本位置 HP2。控制手段由上述本位置HP2超出驱动马达M定量后，逆转旋转方 向。滑动部件50安装在图13本位置HP2。此种状态下，停止驱动马 达M，纸张印出配套。
纸张在所定配套位置时，以启动终了信号(setl03)为控制方法， 旋转驱动马达M，再将滑动部件50移动(setl04)。当滑动部件50移 动至右方向时，与之一体的齿条51使传动齿轮46旋转至反时针方向， 此种情况下，穿孔部件40由图4第一处的状态至第二、三、四处的状 态慢慢地旋转反时针方向，同时移动至穿孔方向，利用此过程对纸进 行开4孔或开2孔(stl05)。
控制是否终了开孔动作。利用上述的第1到第3的spl—印3(spl. 关，sp2开，sp3关)判断(stl06)。例如，预先设定的干扰时间；当 位置感应器检不出上述动作终了位置时，判断是否干扰，再逆向旋转驱
动马达M (stl08)。驱动马达M逆向旋转时，滑动部件50与穿孔部件 40返回至HP2，再通过上述的第一、第二位置感应器spl、 sp2进行 检验(stl09)。发出控制干扰信号时，后处理装置的控制面板显示[干 扰]，同时关掉装置电源。
当驱动马达M逆向旋转时，滑动部件50和穿孔部件40没有移动 到本位置HP2时，会发出装置错误信号，同时控制面板上会显示"装 置故障"。纸的穿孔正常运行时，控制处理装置发出穿孔终了信号，后 处理装置将纸由所配套位置印出至外部。纸前后印出，逆向旋转驱动 马达M时，滑动部件50返回至HP。此种状态准备下一张纸的配套位 置。
本发明穿孔部件40通过本位置移动至穿孔位置的过程，穿孔刀 41向穿孔方向移动，同时旋转。按照图7的顺序，对纸张进行穿孔。 穿孔刀41对纸板的剪断刀，与将穿孔刀1单纯的移动至穿孔相比较， 会增大数倍。
在上述装置中，圆筒凸轮44与穿孔部件40形成一体化，凸轮部 件33配置于上基台30。另外，凸轮机构中圆筒凸轮和凸轮部件有可 能反向形成，即圆筒凸轮固定于上基台，而凸轮部件固定于穿孔部件 上，如图3所示。图3中的部件符号采用与图1相同的进行说明，凸 轮部件333压入穿孔部件40的轴部，再形成一体化，半圆状圆筒凸轮 44用螺丝固定在上基台30，其他的构成与图1 一样。穿孔部件40的 动作相同，在旋转的同时移动至穿孔方向，通过此过程在纸上穿孔。
因此如图8所示，随着带齿条51的滑动部件50的移动，开孔部 件40由上顶点a沿着倾斜沟反时针方向旋转，同时移动至穿孔开始点 a，接触纸张82，开始穿孔，在旋转的同时贯通纸张82，移动至穿孔
终了点b，紧接着移动到下顶点C。滑动部件50再继续移动时，穿孔 部件40由下顶点C移动(上升)至上顶点a方向。此时，穿孔部件 40沿着倾斜沟反时针方向旋转，同时返回上述穿孔终了点b，再返回 穿孔开始点a'，最后再返回到上顶点a。穿孔下一张纸时，因上述滑 动部件50进行反方向移动，穿孔部件40旋转至顺时针方向，同时进 行反复的动作。也就是说，在进行有序的奇数纸张穿孔时，穿孔部件 40旋转顺时针方向，同时由上顶点a移动至下顶点C，然后再旋转相 同方向时，由下顶点C移动至上顶点a，当偶数纸张穿孔时，穿孔部 件40旋转反时针方向，同时由上顶点a移动至下顶点C，然后由下顶 点C移动至上顶点a处。穿孔刀41的前端处所堆积的碎屑纸片80， 在正反方向的旋转时，通过离心力脱离于刀上，致使分散于四面八方， 均匀的收集在配置于下基台35的下部的屑盒子81内。
实施例二
参见图18至图22，对实施例二进行说明如下。 图18、图19所示的圆筒凸轮66固定在上基台30上，在穿孔部 件62侧设有与圆筒凸轮66的凸轮沟67相结合的导针65。本实施例 中与实施例一中构成相同的部件采用同一编号，并省略说明。
上基台30和下基台35与图1中的部件构成相同，两者构成一个 整体。在上基台30上配置与驱动马达M相连的驱动轴60，此外与实 施例一一样，在上基台30上设有上导轨31及下导轨32，其上、下 导向孔311、 321与穿孔部件40上下自动嵌合。穿孔部件40配置4 个，如图所示与实施例一相同，第一至第四穿孔部件401、 402、 403、 404按所定的间隔进行配置。各穿孔部件401-404与导针65形成一
体化， 一方将圆筒凸轮66固定在上基台30，在圆筒凸轮66的外周 上设有带倾斜沟67 6的凸轮沟67，再将导针65结合于凸轮沟67， 倾斜沟67 6按所定角度倾斜于穿孔方向。
上述的圆筒凸轮66采用与实施例一相同的材料制成。穿孔部件 62采用钢材制成，在前端形成穿孔刀41，另外穿孔部件62在上轴部 设计成锷状突缘68。此锷状凸缘68与上述的圆筒凸轮66之间配置 有复位弹簧69。在上述驱动轴60上安装偏心凸轮61。第一穿孔部件 621的正面位置配置第一偏心凸轮611;第二、三、四穿孔部件402 的正面位置分别配置第二偏心凸轮612、第三偏心凸轮613、第四偏 心凸轮614。
在第一、第四偏心凸轮611、 614上分别设有一处凸轮面第l 凸轮面615;第二、第三偏心凸轮612、 613分别设有两处凸轮面-第1凸轮面615和第2凸轮面616。各偏心凸轮611-614的凸轮面分 别配合第一至第四穿孔部件621 624的头部。
驱动轴60在第1凸轮面615的位置上旋转，将第1至第4穿孔 部件621-624移动到穿孔方向，然后对纸张进行穿4孔。另外在第2 凸轮面616的位置上旋转，第二、第三穿孔部件622、 623对纸张进 行穿2孔。用复位弹簧69将各穿孔部件621-624返回至原位置。其 余没用图表示的结构与图1装置相同，同时对驱动马达M配置编码器 及编码感应器，对驱动轴60的本位置配置位置感应器。因此与图1 所示装置一样，旋转控制驱动马达M,根据驱动马达M的运转控制， 利用偏心凸轮61的角度控制选择开2孔和开4孔。
参见图19对上述各穿孔部件621-624的动作进行说明。穿孔部 件62由上顶点沿着倾斜沟反时针方向旋转，同时移动至穿孔开始点再接触纸张， 一边旋转一边贯通纸张，移动至穿孔终了点，然后再移
动至下顶点。上述的偏心凸轮61如果再旋转，穿孔部件62在弹簧 69作用下，由下顶点移动(上升)至上顶点方向。此时穿孔部件62沿 着倾斜沟,一边时针方向旋转， 一边返回上述穿孔终止点，然后再返 回穿孔开始点，最后再返回上顶点。如此在上顶点与下顶点之间来回 运动且穿孔部件62来回转旋。此时穿孔刀63上的纸屑片80经正反 方向的旋转，通过离心力震落四面八方飞溅，均匀收集在下基台35 配置的纸屑盒81内。
实施例三
如图23所示，下面对实施例三中与实施一和实施例二不同之处 进行说明。穿孔部件62的构成与实施例二的结构基本相同，故采用 相同编号，并且省略说明。图23所示的滑动凸轮82代替实施例二中 的偏心凸轮61，滑动凸轮82与驱动马达连接，在其上设有带V字沟 831的凸轮沟83。此凸轮沟83与穿孔部件40顶部的针832相配合， 穿孔部件62的其他构成与实施例二相同。
如图23表示的左右方向，通过所定行程来回运转滑动凸轮82 时，与凸轮沟83配合的针832由V字沟831的上顶点移动至下顶点， 并移动至推力方向。穿孔部件62沿着倾斜沟旋转同时由上顶点移动 至下顶点。并且当凸轮沟83反向运动时，穿孔部件62利用来复位弹 簧69，由下顶点返回至上顶点。穿孔部件62在由上顶点移至下顶点 时，一边反时针方向运转，同时一边穿孔纸张。当下顶点返回至上顶 点时，顺时针方向反向运转。穿孔刀63上的屑纸片80被四面八方飞 溅。
关于以上开2孔，开4孔已进行了说明。但是因上述的穿孔部件 的配置间隔以及配置数不一致时，相应的打孔或中间间隔也不一致， 纸张的上下有可能穿4孔。
如图25-图27所示，实施例一中停止穿孔部件的机器制动器的 结构如下。通过本位置HP在前述的滑动部件50设计增大移动负荷的 制动器90。滑动部件50如上述所述，停止第1，第2，第3的本位 置HP1， HP2， HP3。在本位置HP3形成凹沟921， 922， 923。制动器 配置弹簧91。通过合成树脂及橡胶材质等高攀系数材料使制动器90 与框架93形成一体。框架93用螺钉安装在上基台30的长螺孔95内。 框架93用弹簧91将制动器90压入滑动部件50中，另外制动器90 的前端与滑动部件50的凹沟921、 922、 923的形状相吻合。因此滑 动部件50连接并移动于制动器90。如果位于本位置HP的凹沟921、 922、 923与制动器90相互连接时，产生很大的负荷作用，因制动器 90的负荷，滑动部件50不可以超载。
从以上三个实施施所述，本发明中设置在驱动马达和穿孔部件之 间设有传动机构，将驱动马达的旋转力传动至穿孔部件，向穿孔部件 提供穿孔方向的直线推力或放射方向的旋转力；在基架和穿孔部件之 间设有凸轮机构，它将所述传动机构的传动力变换使穿孔部件在穿孔 方向上下运动并同时作旋转运动。穿孔部件在旋转的同时穿孔所以穿 孔刀的剪断力明显减小，实施例一为30%至40%，由上顶点到达下顶 点，以相同的穿孔速度，本发明驱动负荷可减小10%,反之相同的驱 动速度，穿孔速度可提高10%。
在第二、第三实施例中，冲孔部件在上下往返运动l个行程内， 穿孔刀从顺时针方向变为逆时针方向反转。在第一实施例中，冲孔部
件在上下2行程内，从顺时针方向变为逆时针方向反转。l个行程指 冲孔部件从上顶点到达下顶点、再从下顶点返回上顶点的往返穿孔动 作。通过冲孔部件的逆转，粘在穿孔刀上的碎屑片从顺时针方向至逆 时针方向的旋转动作受离心力而振落。因此，粘在穿孔刀上的碎屑片 不会从下基台的上方进入穿孔装置内。碎屑片均匀地堆积在下基台下 方准备的碎屑盒内，不会在穿孔刀的正下方堆积成山状，因此碎屑盒 可呈扁平薄型，可与成像装置、装订装置、制本装置等有空间限制的 情况下组合，这时不需要频繁除去碎屑片。
权利要求
1.一种纸张穿孔装置，包括前端设有穿孔刀的穿孔部件、支持穿孔部件在穿孔方向自由移动的基架和驱动穿孔部件的驱动马达，其特征在于在所述驱动马达和穿孔部件之间设有传动机构，它将驱动马达的旋转力传动至穿孔部件，向穿孔部件提供穿孔方向的直线推力或放射方向的旋转力；在所述基架和穿孔部件上设有将所述传动机构的传动力变换使穿孔部件在穿孔方向上下运动并同时作旋转运动的凸轮机构。
2. 根据权利要求l所述的纸张穿孔装置，其特征在于所述凸 轮机构由圆筒形或半圆筒形凸轮和凸轮部件构成，它们分别设在基架 和穿孔部件的任何一方上，在圆筒形凸轮的外周部设有带倾斜沟的凸 轮沟，凸轮沟与凸轮部件相配合。
3. 根据权利要求2所述的纸张穿孔装置，其特征在于所述传 动机构包括由驱动马达驱动在所定行程之间来回运动的齿条和与齿 条相啮合的传动齿轮，所述传动齿轮与圆筒形或半圆筒形凸轮及穿孔 部件设计成一体，所述与凸轮沟相配合的凸轮部件固定在基架上。
4. 根据权利要求3所述的纸张穿孔装置，其特征在于所述齿条在所定行程内向前和向后往返运动，给传动齿轮提供正反方向的旋 转力，所述穿孔部件通过齿条的向前运动打孔处理预先的纸张，通过 齿车的向后运动打孔处理后续的纸张。
5. 根据权利要求1所述的纸张穿孔装置，其特征在于所述传 动机构包括与驱动马达连接的驱动轴和安装在驱动轴上的偏心凸轮， 所述偏心凸轮与穿孔部件的顶部配合推动穿孔部件在穿孔方向上下 来回运动，所述凸轮机构由分别设在基架和穿孔部件的任何一方上的 凸轮和凸轮部件构成，在所述凸轮的外周部设有带倾斜沟的凸轮沟， 凸轮沟与凸轮部件相配合，所述穿孔部件在所述偏心凸轮的推动下在 穿孔方向上下运动，同时在凸轮机构的作用下来回旋转。6. 根据权利要求5所述的纸张穿孔装置，其特征在于所述凸 轮为圆筒形凸轮，它设在基架上并套在穿孔部件上，所述凸轮部件为 设在穿孔部件中部的导针，它的两端位于凸轮的凸轮沟内，在穿孔部 件上设有复位弹簧。7. 根据权利要求1所述的纸张穿孔装置，其特征在于所述传 动机构包括由所述驱动马达驱动在所定行程之间来回运动的滑动凸 轮，在所述滑动凸轮上设有V字状凸轮沟，它与设在所述穿孔部件顶 部的针相配合，所述凸轮机构由分别设在基架和穿孔部件的任何一方 上的凸轮和凸轮部件构成，在所述凸轮的外周部设有带倾斜沟的凸轮 沟，凸轮沟与凸轮部件相配合，所述穿孔部件在所述滑动凸轮的推动 下在穿孔方向上下运动，同时在凸轮机构的作用下来回旋转。8. 根据权利要求7所述的纸张穿孔装置，其特征在于所述凸 轮为圆筒形凸轮，它设在基架上并套在穿孔部件上，所述凸轮部件为 设在穿孔部件中部的导针，它的两端位于凸轮的凸轮沟内，在穿孔部 件上设有复位弹簧。9. 一种纸张穿孔方法，其特征在于在驱动马达和穿孔^1H牛之 间设有传动机构，它将驱动马达的旋转力传动至穿孔部件，向穿孔部 件提供穿孔方向的直线推力或放射方向的旋转力，在支持穿孔部件的 基架和穿孔部件上设有凸轮机构，它将所述传动机构的传动力变换， 使穿孔部件在穿孔方向上下运动并同时作旋转运动，驱动马达在所定旋转量内正向或反向运转，穿孔部件在穿孔方向的上顶点和下顶点之 间上下来回运动且同时作旋转运动，从上顶点往下顶点移动时， 一边 旋转一边穿孔。
全文摘要
本发明为一种纸张穿孔装置及纸张穿孔方法，是在驱动马达和穿孔部件之间设有传动机构，将驱动马达的旋转力传动至穿孔部件，向穿孔部件提供穿孔方向的直线推力或放射方向的旋转力，在支持穿孔部件的基架和穿孔部件上设有凸轮机构，将所述传动机构的传动力变换，使穿孔部件在穿孔方向上下运动并同时作旋转运动，驱动马达正向或反向运转，穿孔部件在穿孔方向的上顶点和下顶点之间上下来回运动且同时作旋转运动，从上顶点往下顶点移动时，一边旋转一边穿孔。本发明可以明显减小穿孔必需的剪断力，实现驱动马达的小容量化、小型轻量化，能快速穿孔，而且在冲孔部件下方无碎屑堆积。
文档编号B26D7/26GK101108492SQ20071009683
公开日2008年1月23日 申请日期2007年4月2日 优先权日2006年3月31日
发明者马场健次 申请人:成行有限公司