專利名稱：打孔裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過使沖頭與相應(yīng)的沖模相接合而在一片狀構(gòu)件上穿孔的打孔裝置，更具體地涉及一種最適于連接到一成像設(shè)備的主體部上或一印刷機上的打孔裝置，所述成像設(shè)備例如是復(fù)印機、打印機、傳真機以及具有這些設(shè)備的功能的多功能機。
背景技術(shù)：
迄今為止，已經(jīng)知道的上述類型的打孔裝置包括一種專門用來穿兩個孔、三個孔或四個孔的專用打孔裝置，以及一種能夠在穿兩個孔和三個孔時或在穿兩個孔和四個孔時共用沖頭的切換型打孔裝置。就切換型打孔裝置而言，已知存在一種滑動凸輪型打孔裝置，其中凸輪的行程范圍分為兩個階段，以便能在某一行程范圍內(nèi)穿兩個孔而在另一行程范圍內(nèi)穿三個孔，如日本特開平No.2001-198889中所公開的那樣。

發(fā)明內(nèi)容
但是，這種滑動凸輪型打孔裝置需要很多部件，因為這種打孔裝置的沖頭和沖模的數(shù)目都要等于待穿的孔的總數(shù)，例如，用于穿兩個孔和三個孔的切換型打孔裝置需要具有五個沖頭和五個沖模。因此，希望實現(xiàn)這樣一種打孔裝置該打孔裝置的沖頭和沖模較少，并且可通過使用較少數(shù)量的部件而使其結(jié)構(gòu)得到簡化，同時又能穿出不同數(shù)目的孔。
因此本發(fā)明的一個目的是提供一種打孔裝置來解決上述問題，該打孔裝置與現(xiàn)有技術(shù)中的打孔裝置相比沖頭和沖模數(shù)目較少，并且可通過使用較少數(shù)量的部件而使其結(jié)構(gòu)得到簡化。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一打孔裝置設(shè)有多個用于在一片狀構(gòu)件上穿孔的沖頭和沖模、一能夠在與沖頭移動方向垂直的方向上往復(fù)移動的往復(fù)移動構(gòu)件和多個凸輪(cam)以及與凸輪相結(jié)合的從動件，所述凸輪和從動件插置在所述往復(fù)移動構(gòu)件和所述多個沖頭之間，以用于將往復(fù)移動構(gòu)件的往復(fù)移動轉(zhuǎn)換成沖頭在穿孔位置與非穿孔位置間的垂直運動；其中所述多個沖頭分成一由一預(yù)定數(shù)目的沖頭組成的第一組和一包括第一組中任意一個沖頭并且其沖頭數(shù)目比第一組中的預(yù)定沖頭數(shù)少的第二組；和通過使所述往復(fù)移動構(gòu)件在一第一可動范圍內(nèi)往復(fù)移動從而使第一組沖頭通過與其相對應(yīng)的凸輪和從動件進行垂直移動可形成所述預(yù)定數(shù)目沖頭的穿孔狀態(tài)，通過使往復(fù)移動構(gòu)件在一第二可動范圍內(nèi)往復(fù)移動從而使第二組沖頭通過與其相對應(yīng)的凸輪和從動件進行垂直移動可形成所述少于預(yù)定數(shù)目沖頭的沖頭的穿孔狀態(tài)。
因此，由于打孔裝置能夠通過使往復(fù)移動構(gòu)件在第一可動范圍內(nèi)往復(fù)移動從而使第一組沖頭通過與其相對應(yīng)的凸輪和從動件進行垂直移動來形成預(yù)定數(shù)目的孔的穿孔狀態(tài)，而且由于打孔裝置能夠通過使往復(fù)移動構(gòu)件在第二可動范圍內(nèi)往復(fù)移動從而使第二組沖頭通過與其相對應(yīng)的凸輪和從動件進行垂直移動來形成比預(yù)定數(shù)目少的孔的穿孔狀態(tài)，還由于第一組中的任意一個沖頭還被包括在第二組沖頭中而第二組沖頭的數(shù)目少于第一組，所以第一組和第二組中的每個沖頭都可對應(yīng)于往復(fù)移動構(gòu)件的移動而被選擇投入運行，從而能使不同穿孔過程中使用的沖頭總數(shù)比第一組和第二組沖頭的總數(shù)少，同時還具有可執(zhí)行不同數(shù)目孔的穿孔處理的兩個裝置的功能。因此，沖頭以及相應(yīng)沖模的數(shù)目與現(xiàn)有技術(shù)的裝置相比得到了減少。此外，可減少部件的數(shù)量，從而簡化裝置的結(jié)構(gòu)，并降低裝置的成本。因此，如果將該打孔裝置安裝到一成像設(shè)備例如在復(fù)印機上，該打孔裝置可以使該設(shè)備具有多種功能。
優(yōu)選地，第一可動范圍為往復(fù)移動構(gòu)件相對于主結(jié)構(gòu)從一初始位置(home position)沿一個方向前進所達(dá)到的范圍，而第二可動范圍為往復(fù)移動構(gòu)件從該初始位置沿另一個方向前進所達(dá)到的范圍。
因此，僅通過使往復(fù)移動構(gòu)件從初始位置沿一個方向或另一個方向移動就可以容易并可靠地到達(dá)第一或第二可動范圍，因此可簡化控制。
優(yōu)選地，分別在插置有初始位置的第一和第二可動范圍內(nèi)在該初始位置的相對側(cè)設(shè)置第一和第二中立位置(neutral position)；并且往復(fù)移動構(gòu)件分別在第一可動范圍和第二可動范圍內(nèi)往復(fù)移動時，可使第一或第二組沖頭垂直移動。
因此，可實現(xiàn)這樣的機構(gòu)該機構(gòu)僅通過使往復(fù)移動構(gòu)件在第一或第二可動范圍內(nèi)往復(fù)移動就可使第一或第二組的多個沖頭可靠地垂直運動。
優(yōu)選地，所述第一組由三個以一預(yù)定間距排列的沖頭組成，并且也可被第二組使用的共用沖頭為所述第一組三個沖頭中居中的沖頭；并且第二組由所述共用沖頭和一專門用于穿第二個孔的沖頭組成，該專門用于穿第二個孔的沖頭設(shè)置在第一組三個沖頭中位于一端的沖頭和該共用沖頭之間。
因此，由于這種布置形成了其中心為處于第一組中央的共用沖頭的三孔穿孔狀態(tài)和其中心在所述共用沖頭和專門用于穿第二個孔的沖頭中間的位置的兩孔穿孔狀態(tài)，所以僅通過四個沖頭和四個沖模就能自由地在待穿孔構(gòu)件上進行兩孔穿孔和三孔穿孔操作，只要將根據(jù)相應(yīng)操作將所述處在三孔沖頭中央的也用于穿兩個孔的共用沖頭移動到相應(yīng)中心即可。因此，能夠容易地在待穿孔構(gòu)件上將以某一間距進行的三孔穿孔轉(zhuǎn)換為以不同間距進行的兩孔穿孔。
優(yōu)選地，與共用沖頭相對應(yīng)的凸輪設(shè)有通過一直線部分相連的一第一V形部分和一第二V形部分，該第一V形部分能夠在往復(fù)移動構(gòu)件沿一個方向移動時使該共用沖頭從非穿孔位置移動到穿孔位置，該第二V形部分能夠在往復(fù)移動構(gòu)件沿另一個方向移動時使該共用沖頭從非穿孔位置移動到穿孔位置。
因此，由于與共用沖頭相對應(yīng)的凸輪設(shè)有通過一直線部分相連的一能夠在往復(fù)移動構(gòu)件沿一個方向移動時移動該共用沖頭的第一V形部分和一能夠在往復(fù)移動構(gòu)件沿另一個方向移動時移動該沖頭的第二V形部分，所以可實現(xiàn)用于自由移動作為第一組沖頭或第二組沖頭的共用沖頭的簡單結(jié)構(gòu)。
優(yōu)選地，第一可動范圍為往復(fù)移動構(gòu)件相對于主結(jié)構(gòu)從一初始位置沿一個方向前進一個階段所達(dá)到的范圍，第二可動范圍為往復(fù)移動構(gòu)件從第一可動范圍沿一個方向再前進一個階段所達(dá)到的范圍。
因此，由于僅使往復(fù)移動構(gòu)件從初始位置沿一個方向前進一個階段或從第一可動范圍沿一個方向再前進一個階段就能容易并可靠地到達(dá)第一或第二可動范圍，所以控制可被簡化。
優(yōu)選地，在從所述初始位置沿一個方向順序設(shè)置的第一和第二可動范圍中，從該初始位置依次設(shè)置第一中立位置和第二中立位置；并且當(dāng)往復(fù)移動構(gòu)件分別在第一可動范圍和第二可動范圍內(nèi)往復(fù)移動時，可使作為第一或第二組的多個沖頭垂直移動。
因此，僅通過在第一或第二可動范圍內(nèi)使該往復(fù)移動構(gòu)件往復(fù)移動就可能可靠地垂直移動第一組和第二組沖頭。
優(yōu)選地，第一組由三個或更多以一預(yù)定間距排列的沖頭組成，第二組由所述第一組沖頭中的至少兩個沖頭組成。
因此，由于第一組由四個或更多沖頭—即偶數(shù)個沖頭組成，而第二組由第一組中居中的兩個沖頭組成，所以可在片形件P上適當(dāng)并自由地進行四孔穿孔和兩孔穿孔，但又不必對應(yīng)于各工序移動四孔穿孔狀態(tài)和兩孔穿孔狀態(tài)各自的中心，該四孔穿孔狀態(tài)的中心位于第一組四個沖頭的中心部即沖頭的中間位置，該兩孔穿孔狀態(tài)的中心位于第一組中兩個居中的沖頭的中間位置。
優(yōu)選地，打孔裝置還設(shè)有移動限制裝置，以用于當(dāng)在第一或第二可動范圍內(nèi)使用往復(fù)移動構(gòu)件時限制該往復(fù)移動構(gòu)件移動到相對側(cè)的可動范圍。
因此，通過僅利用該移動限制裝置限制凸輪板向相對側(cè)可動范圍的移動這一非常簡單的布置，就可減少用于檢測凸輪板的移動的傳感器。也就是說，如果將該打孔裝置安裝到復(fù)印機等的主體部，則可根據(jù)檢測往復(fù)移動構(gòu)件向相對側(cè)的組的移動的傳感器所檢測的數(shù)據(jù)來進行控制，以便僅使用實際中常用的組。例如，當(dāng)在系統(tǒng)故障例如停電之后再次供電而對控制進行重新設(shè)置時，通常根據(jù)傳感器所檢測的結(jié)果來控制往復(fù)移動構(gòu)件，以使該往復(fù)移動構(gòu)件移動到停電前使用的組。因此，盡管傳感器是基本部件，但由于本發(fā)明通過移動限制裝置限制往復(fù)移動構(gòu)件向相對側(cè)的移動，從而省略了傳感器，所以本發(fā)明能夠省略較昂貴的傳感器，從而降低成本。
移動限制裝置優(yōu)選為一用于在一相對于主結(jié)構(gòu)的預(yù)定位置阻止往復(fù)移動構(gòu)件移動的止動件。
因此，由于用于在相對于主結(jié)構(gòu)的預(yù)定位置阻止可移動構(gòu)件移動的移動限制裝置可設(shè)置為該止動件，所以移動限制裝置可非常簡單。
根據(jù)下面結(jié)合附圖對本發(fā)明優(yōu)選實施例的具體說明，本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點將顯而易見。


圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的打孔裝置部分剖開的正視圖；圖2是圖1中的打孔裝置的俯視圖；圖3是圖1所示打孔裝置沿線A-A的剖視圖；圖4是圖1所示打孔裝置沿線B-B的剖視圖；圖5A至5C是用于說明本實施例打孔裝置的操作過程的打孔裝置剖視圖，其中圖5A示出用于通過第一組沖頭穿三個孔的三孔穿孔狀態(tài)，圖5B示出初始狀態(tài)，圖5C示出用于通過第二組沖頭穿兩個孔的兩孔穿孔狀態(tài)；圖6是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的打孔裝置部分剖開的正視圖；圖7是圖6中的打孔裝置的俯視圖；圖8是圖6中的打孔裝置的仰視圖；圖9是圖6所示打孔裝置從線E-E看去的側(cè)視圖；圖10是圖6所示打孔裝置從線F-F看去的側(cè)面剖視圖；圖11是圖6所示可動范圍檢測傳感器、齒條等部分放大的正視圖。
具體實施例方式
<第一實施例>
下面參照附圖解釋本發(fā)明打孔裝置的第一實施例。圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的打孔裝置部分剖開的正視圖，圖2是圖1中所示打孔裝置的俯視圖，圖3是打孔裝置在圖1中的線A-A上的剖視圖，圖4是打孔裝置在圖1中的線B-B上的剖視圖，圖5A至5C是解釋本實施例中打孔裝置操作過程的打孔裝置剖視圖。
如圖1和圖2所示，本實施例的打孔裝置30具有一矩形管狀主結(jié)構(gòu)31，一馬達(dá)33通過一托架32設(shè)置在該主結(jié)構(gòu)31上。馬達(dá)33通過一減速齒輪機構(gòu)34連接到一長凸輪板(往復(fù)移動構(gòu)件)35上，并且作為使該凸輪板35沿圖1中的橫向移動的驅(qū)動源。打孔裝置30還設(shè)有控制裝置20，以用于在接收到來自馬達(dá)33、沖頭檢測傳感器92和93和后面要提到的凸輪板檢測傳感器55和56的檢測信號來計算馬達(dá)33的轉(zhuǎn)數(shù)、旋轉(zhuǎn)方向等，并且用于通過輸出一相應(yīng)的驅(qū)動信號來控制馬達(dá)33。
如圖1所示，減速齒輪機構(gòu)34具有一固定在穿過托架32的馬達(dá)33輸出軸36上的主動齒輪37；形成一體并被托架32可轉(zhuǎn)動地支承的一大的中間齒輪38和一小的中間齒輪39；一固定到由托架32可轉(zhuǎn)動地支承的樞軸21上，并且其直徑大于中間齒輪39的從動齒輪40；一在主結(jié)構(gòu)31內(nèi)固定到樞軸21邊緣的小齒輪(副齒輪)41和一與小齒輪41相接合并沿凸輪板35的長度設(shè)置的齒條42。應(yīng)注意，為方便起見圖1中省略了在圖中實際上位于齒條42前面的沖頭53和52c的上部。
凸輪板35設(shè)置成當(dāng)通過齒條42接收到小齒輪41的旋轉(zhuǎn)力時，可以沿圖1中主結(jié)構(gòu)31的內(nèi)表面橫向往復(fù)移動。凸輪板35左端附近的上邊緣稍微切去一部分，并在上邊緣的左端形成有一凸起部43。該凸起部43減少了凸輪板35與主結(jié)構(gòu)31的接觸面積，從而減少了滑動阻力并且凸輪板35滑動更平穩(wěn)。
在凸輪板35左端附近的上邊緣切去部中按預(yù)定間隔形成三個凹槽66、67和68，一彈性定位板65在切去部的上方設(shè)置于主結(jié)構(gòu)31的內(nèi)表面，同時被向下偏壓。通過與定位板65接合，中間的凹槽67將凸輪板35錨定在中間的初始位置(見圖5B)。同樣，通過與定位板65接合，右邊的凹槽66將凸輪板35錨定在左側(cè)的末端位置，而左邊的凹槽68將凸輪板35錨定在右側(cè)的末端位置。定位板65與凹槽66、67和68組成凸輪板定位機構(gòu)99。減速齒輪機構(gòu)34等組成傳動裝置91，以用于將馬達(dá)33的旋轉(zhuǎn)力轉(zhuǎn)變?yōu)槭雇馆啺?5往復(fù)運動的線性往復(fù)移動力，從而使下面要說明的沖頭52a、52b、53和52c進行垂直運動。
凸輪板35從圖的左側(cè)開始依次設(shè)有三個凸輪44、84和94。凸輪44和94在凸輪板35的垂直方向—即垂直于凸輪板縱向的方向上高度相同，并且都低于凸輪板35的中心。凸輪84的位置在垂直方向上高于凸輪板35的中心，并形成為使其第三直線部分87c與凸輪94的第一直線部分97a縱向交迭。
凸輪44、84和94分別形成，從而可以沿凸輪板35的縱向從其前面穿到后面。凸輪44具有一第一直線部分46a、一V形部分45和一第二直線部分46b，該第一直線部分46a在凸輪板35中心的高度上沿凸輪板35的縱向以一預(yù)定寬度延伸；該V形部分45從第一直線部分46a的右端以一預(yù)定角度逐漸下斜，然后從最低點(底部)以該預(yù)定角度逐漸上升；該第二直線部分46b在與第一直線部分46a相同的高度上從V形部分45的右端沿縱向以一預(yù)定寬度延伸。
凸輪84具有一第一直線部分87a、一V形部分85、一第二直線部分87b、一V形部分86和一第三直線部分87c，該第一直線部分87a在凸輪板35上較高的位置沿該凸輪板35的縱向以一預(yù)定寬度延伸；該V形部分85從第一直線部分87a的右端以一預(yù)定角度逐漸下斜，然后從底部以該預(yù)定角度逐漸上升；該第二直線部分87b在與第一直線部分87a相同的高度上從V形部分85的右端沿縱向以一預(yù)定寬度延伸；該V形部分86從第二直線部分87b右端以一預(yù)定角度逐漸下斜，然后從底部以該預(yù)定角度逐漸上升；該第三直線部分87c在與第一直線部分87a和第二直線部分87b相同的高度上從V形部分86右端沿縱向以一預(yù)定寬度延伸。
凸輪94具有一第一直線部分97a、一V形部分95、一第二直線部分97b、一V形部分96和一第三直線部分97c，該第一直線部分97a在凸輪板35中心的高度上沿縱向以一預(yù)定寬度延伸；該V形部分95從第一直線部分97a右端以一預(yù)定角度逐漸下斜，然后從底部以該預(yù)定角度逐漸上升；該第二直線部分97b在與第一直線部分97a相同的高度上從V形部分95右端沿縱向以一預(yù)定寬度延伸；該V形部分96從第二直線部分97b右端以一預(yù)定角度逐漸下斜，然后從底部以該預(yù)定角度逐漸上升；該第三直線部分97c在與第一直線部分97a和第二直線部分97b相同的高度上從V形部分96的右端沿縱向以一預(yù)定寬度延伸。
打孔裝置30具有用于穿三個孔的沖頭52a、52b和52c，所述三個沖頭在主結(jié)構(gòu)31(凸輪板35)的縱向方向上以一預(yù)定間距D1設(shè)置，并被支承以便可在垂直于縱向的方向上移動。打孔裝置30還具有一專門在穿兩個孔時使用的沖頭53，該沖頭在沖頭52b和52c之間被支承以便可在垂直于縱向的方向上移動，并且該沖頭與沖頭52b隔開一小于間距D1的間距D2。如下文所述，在穿兩個孔時也用到?jīng)_頭52b。
這些沖頭52a、52b、53和52c以及凸輪44、84和94設(shè)置成具有如下所述的預(yù)定位置關(guān)系。應(yīng)注意，分別由沖頭52a、52b、53和52c支承的銷62可滑動地插入凸輪44、84和94。
也就是說，在如圖1和5B所示的凸輪板35處于主結(jié)構(gòu)31中間部分的初始狀態(tài)下，沖頭52a的銷62位于靠近V形部分45的第一直線部分46a；沖頭52b的銷62位于第二直線部分87b的中間部分；沖頭53的銷62位于靠近V形部分95的第二直線部分97b；沖頭52c的銷62位于靠近V形部分96的第二直線部分97b。
此外，在如圖5A所示的用于穿三個孔的三孔穿孔狀態(tài)下，沖頭52a的銷62、沖頭52b的銷62和沖頭52c的銷62分別位于凸輪44的V形部分45、凸輪84的V形部分86和凸輪94的V形部分96，而專門用于兩孔穿孔的沖頭53的銷62位于凸輪94的第二直線部分97b。
另外，在如圖5C所示出用于穿兩個孔的兩孔穿孔狀態(tài)下，沖頭52b的銷62和沖頭53的銷62分別位于凸輪84的V形部分85和凸輪94的V形部分95，而專門用于三孔穿孔的沖頭52a和52c的銷62分別位于凸輪44第一直線部分46a的左端和凸輪94的第二直線部分97b的中間部分。
為實現(xiàn)上述初始狀態(tài)、三孔穿孔狀態(tài)和兩孔穿孔狀態(tài)，凸輪44、84和94之間具有下述相互位置關(guān)系。
也就是說，如圖1、2和5所示，三孔沖頭52a、52b和52c的間距(D1)等于與這三個沖頭相應(yīng)的V形部分45、86和96的底部的間距。另外，凸輪44的第二直線部分46b，凸輪84的第一直線部分87a、第二直線部分87b和第三直線部分87c，凸輪94的第一直線部分97a和第三直線部分97c的長度都彼此相等，從而凸輪94的第一直線部分97a與凸輪84的第三直線部分87c相交迭。
再者，凸輪94的第二直線部分97b設(shè)置成稍長于沖頭53和52c之間的距離，這樣可以在上述初始狀態(tài)下使相鄰的沖頭53和52c都保持于最高位置(非穿孔位置)；在三孔穿孔狀態(tài)下使沖頭52c進到V形部分96，而使沖頭53保持在最高位置；在上述兩孔穿孔狀態(tài)下使沖頭53進到V形部分95，而使沖頭52c保持在最高位置。
凸輪44設(shè)置成使其第一直線部分46a的長度等于凸輪94的第二直線部分97b的長度，從而從圖5B所示的初始狀態(tài)到經(jīng)過圖5C所示的兩孔穿孔狀態(tài)為止可使沖頭52a保持在最高位置。
同時，如圖1、3和4所示，一支腿(leg)51通過一隔板50連接到主結(jié)構(gòu)31的下表面31a。設(shè)置隔板50，以在下表面31a和支腿51上表面51a之間形成一允許片狀件(待穿孔構(gòu)件)穿過的縫隙S。如圖3所示，在支腿51的角部形成有一用于將片狀件P導(dǎo)入縫隙S的斜面51b。
如圖1所示，主結(jié)構(gòu)31共設(shè)有八個穿過主結(jié)構(gòu)31上、下表面的沖頭支承孔58。沖頭52a、52b、53和52c分別可滑動地插入這些支承孔58。四個沖模54穿過支腿51的上表面51a而形成，以面對主結(jié)構(gòu)31下表面上相應(yīng)的沖頭支承孔58。每個沖模54的內(nèi)徑都設(shè)置成幾乎等于與各沖模接合的相應(yīng)沖頭52a、52b、53和52c的外徑。
沖頭52a、52b和52c以相等的間距(D1)排列，并組成用于在片狀件P上穿三個孔的第一組。沖頭53與也用于穿三個孔的沖頭52b(共用沖頭)一起組成用于在片狀件P上穿兩個孔的第二組。
然后，如圖1和4所示，例如，沖頭52b在垂直于其移動方向c(圖中為垂直方向)的方向上設(shè)有一通孔63。通孔63支承上述銷(從動件)62以使該銷穿過孔63和第二直線部分87b，并且伸向主結(jié)構(gòu)31的一導(dǎo)向長孔48。該導(dǎo)向長孔48穿過主結(jié)構(gòu)31的一側(cè)壁，并且其縱向與垂直方向一致。銷62的兩端都安裝有可移除的止動環(huán)64，從而銷62不會從沖頭52b的通孔63掉出。
此外，沖頭52b設(shè)有一將該沖頭52b向相應(yīng)沖模54偏壓的彈簧47。彈簧47插在主結(jié)構(gòu)31的上邊緣和固定在沖頭52b上的止動環(huán)98之間。雖然彈簧47將沖頭52b向下偏壓，但由于銷62穿過凸輪84的第二直線部分87b并由該第二直線部分保持，所以沖頭52b不會脫離主結(jié)構(gòu)31。
應(yīng)注意，圖4中由實線表示的沖頭52b示出該沖頭處于最高位置的狀態(tài)，由雙點劃線表示的沖頭示出該沖頭處于最低位置(穿孔位置)的狀態(tài)。應(yīng)注意，盡管只針對沖頭52b對支承結(jié)構(gòu)進行了說明，但用于支承其它沖頭52a、53和52c的結(jié)構(gòu)與該結(jié)構(gòu)相同，在此將不再進行解釋。
再有，如圖1所示，用于檢測凸輪板35是否已經(jīng)達(dá)到左端或右端的凸輪板檢測傳感器55和56在主結(jié)構(gòu)31內(nèi)設(shè)置于該凸輪板35的可動范圍兩端。另外，在主結(jié)構(gòu)31的上表面設(shè)置有一用于檢測三孔沖頭52a、52b和52c中沖頭52b的上端的沖頭檢測傳感器92，和一用于檢測兩孔沖頭52b和53中沖頭53的上端的沖頭檢測傳感器93。
在具有上述結(jié)構(gòu)的本實施例的打孔裝置30中，當(dāng)凸輪板35從初始位置即圖5B所示的初始狀態(tài)移動到圖5A所示的左側(cè)時，該凸輪板35所達(dá)到的范圍被定義為第一可動范圍R3；當(dāng)凸輪板35從初始位置移動到圖5C所示的右側(cè)時，凸輪板35所達(dá)到的范圍被定義為第二可動范圍R2。
通過使凸輪板35在第一可動范圍R3內(nèi)往復(fù)移動可形成使用第一組的三孔沖頭52a、52b和52c的三孔穿孔狀態(tài)；通過使凸輪板35在第二可動范圍R2內(nèi)往復(fù)移動可形成使用第二組的兩孔沖頭52b和53的兩孔穿孔狀態(tài)。
如果用N2表示初始位置，而將初始位置之外的所有沖頭都與沖模54相分離—從而形成非穿孔狀態(tài)—的位置定義為中立位置，則在初始位置N2關(guān)于后述的一中間位置的相對側(cè)分別存在一中立位置N1和一中立位置N3，所述中間位置為第一和第二可動范圍R3和R2內(nèi)產(chǎn)生穿孔狀態(tài)的位置。即，就其間插置有初始位置N2的第一可動范圍R3和第二可動范圍R2而言，該狀態(tài)可表示如下N1←→三孔穿孔狀態(tài)(R3)←N2→兩孔穿孔狀態(tài)(R2)←→N3(三孔穿孔操作)如圖1所示(即如圖5B所示)，在馬達(dá)33停轉(zhuǎn)的打孔裝置30初始狀態(tài)下，凸輪板定位機構(gòu)99的定位板65與凹槽67相接合，從而將凸輪板35保持在主結(jié)構(gòu)31的中心位置。此時，沖頭52a的銷62位于凸輪44的第一直線部分46a，沖頭52b的銷62位于凸輪84的第二直線部分87b，沖頭53和52c的銷62分別位于凸輪94的第二直線部分97b。也就是說，所有沖頭都保持在最高位置。
當(dāng)在該初始狀態(tài)下通過一未示出的片狀件傳送裝置將片狀件P送入主結(jié)構(gòu)31與支腿51之間的縫隙S中并定位在一預(yù)定位置時，一未示出的傳感器檢測斷定片狀件P已被裝入打孔裝置30。然后，根據(jù)該檢測結(jié)果，控制裝置20啟動打孔裝置30。假設(shè)此前用戶已經(jīng)對三孔穿孔進行了設(shè)定。
接下來，控制裝置20驅(qū)動馬達(dá)33以使凸輪板35移動，從而使該凸輪板從圖5B中的初始狀態(tài)移動到圖5A中的三孔穿孔狀態(tài)。然后，由于凸輪板35開始向左移動，所以沖頭52a的銷62被從第一直線部分46a引導(dǎo)至V形部分45的底部；沖頭52b的銷62被從第二直線部分87b引導(dǎo)至V形部分86的底部；沖頭52c的銷62被從第二直線部分97b引導(dǎo)至V形部分96的底部。
因此，如圖5A所示，在片狀件P上穿孔后三孔沖頭52a、52b和52c分別下降到最低位置從而與沖模54相接合。同時，當(dāng)沖頭檢測傳感器92檢測到作為三孔沖頭之一的沖頭52b位于最低位置時，控制裝置20判定第一組沖頭52a、52b和52c已經(jīng)在片狀件P上穿了三個孔。在該狀態(tài)下，凸輪板35從初始位置N2移動后處在第一可動范圍R3的中間位置。
接著，響應(yīng)一來自控制裝置20的信號，馬達(dá)33旋轉(zhuǎn)從而繼續(xù)使凸輪板35向左移動，以使凸輪44、84和94將各自的銷62引導(dǎo)到第二直線部分46b、第三直線部分87c和第三直線部分97c，從而將相應(yīng)沖頭52a、52b和52c抬起并保持在最高位置，同時通過凸輪94的第二直線部分97b將沖頭53保持在最高位置。此時，凸輪板35移到最左端，凸輪板定位機構(gòu)99的定位板65與凹槽66接合，從而將凸輪板35保持在該位置。即在這種狀態(tài)下，凸輪板35定位在第一可動范圍R3的最末端。
此時，將其上已經(jīng)穿了三個孔的片狀件P(見圖3)從縫隙S中取出，并將一新的片狀件P放入縫隙S。當(dāng)馬達(dá)33在這種狀態(tài)下反轉(zhuǎn)預(yù)定數(shù)目的轉(zhuǎn)數(shù)，并且位于左端的凸輪板35向右移動—即從第一可動范圍R3的末端移向中間位置時，三孔沖頭52a、52b和52c在新的片狀件P穿三個孔。當(dāng)凸輪板35繼續(xù)向右移動—即從第一可動范圍R3的中間位置移到初始位置N2時，沖頭52a、52b和52c的銷62分別被引導(dǎo)到第一直線部分46a、第二直線部分87b和第二直線部分97b。然后，定位板65與凹槽67接合，凸輪板35返回圖5B所示的初始狀態(tài)。
因此，通過使凸輪板35在第一可動范圍R3內(nèi)往復(fù)移動，打孔裝置30能夠利用沖頭52a、52b和52c重復(fù)進行三孔穿孔操作。
(兩孔穿孔操作)當(dāng)片狀件P在圖5B所示的馬達(dá)33停轉(zhuǎn)的初始狀態(tài)下被送入主結(jié)構(gòu)31與支腿51之間的縫隙S并停在預(yù)定位置時，控制裝置20根據(jù)未示出的傳感器的檢測結(jié)果啟動打孔裝置30。假設(shè)此前用戶已經(jīng)對兩孔穿孔進行了設(shè)定。
接下來，控制裝置20驅(qū)動馬達(dá)33以使凸輪板35移動，從而使該凸輪板35從圖5B所示的初始狀態(tài)移動到圖5C所示的兩孔穿孔狀態(tài)。因此，當(dāng)凸輪板35開始向右移動時，穿兩個孔時不使用的沖頭52a和52c的銷62由在初始位置與其接合的第一直線部分46a和第二直線部分97b保持在最高位置。與此相反，在穿三個孔時也使用的沖頭52b的銷62被從第二直線部分87b引導(dǎo)至V形部分85的底部，而沖頭53的銷62被從第二直線部分97b引導(dǎo)至V形部分95的底部。
因此，如圖5C所示，當(dāng)在片狀件P上穿孔后兩孔沖頭52b和53分別下降到最低位置從而與沖模54相接合。同時，當(dāng)沖頭檢測傳感器93檢測到兩孔沖頭之一的沖頭53位于最低位置時，控制裝置20就判定第二組沖頭52b和53已經(jīng)在片狀件P上穿了兩個孔。也就是說，凸輪板35從初始位置N2移動后處在第二可動范圍R2的中間位置。
接著，響應(yīng)來自控制裝置20的信號，馬達(dá)33旋轉(zhuǎn)從而繼續(xù)使凸輪板35向右移動，以使凸輪84和94將各自的銷62引導(dǎo)到第一直線部分87a和第一直線部分97a，從而將相應(yīng)的沖頭52b和53抬起并保持在最高位置，同時通過將相應(yīng)的銷62保持在凸輪44的第一直線部分46a和凸輪94的第二直線部分97b而將沖頭52a和52c保持在最高位置。此時，凸輪板35移到最右端，凸輪板定位機構(gòu)99的定位板65與凹槽68相接合以將凸輪板35保持在該位置。即凸輪板35定位在第二可動范圍R2的最末端。
此時，將其上已經(jīng)穿了兩個孔的片狀件P(見圖3)從縫隙S中取出，并將新的片狀件P放入縫隙S。當(dāng)馬達(dá)33在這種狀態(tài)下反轉(zhuǎn)預(yù)定數(shù)目的轉(zhuǎn)數(shù)，并且當(dāng)位于右端的凸輪板35向左移動—從第二可動范圍R2的末端移向中間位置N2時，兩孔沖頭52b和53就在新的片狀件P上穿兩個孔。當(dāng)凸輪板35繼續(xù)向左移動—即從第二可動范圍R2的中間位置移到初始位置N2時，沖頭52b和53的銷62分別被引導(dǎo)到第二直線部分87b和第二直線部分97b。接著，定位板65與凹槽67接合，凸輪板35返回圖5B中的初始狀態(tài)。
因此，通過使凸輪板35在第二可動范圍R2內(nèi)往復(fù)移動，打孔裝置30能夠利用沖頭52b和53重復(fù)進行兩孔穿孔操作。
如上所述，本實施例的打孔裝置30可通過將凸輪板35從中間位置移向左邊而穿三個孔；并可通過將凸輪板35從中間位置移向右邊而穿兩個孔。即，可以通過一個裝置在片狀件P的不同位置穿不同數(shù)量的孔。
此時，由于一對應(yīng)于沖頭52b的位置的位置C1成為如圖5A所示穿三個孔時的中心而一對應(yīng)于沖頭52b和53之間的位置的位置C2成為如圖5C所示穿兩個孔時的中心，因此希望當(dāng)在相同尺寸的片狀件P上穿兩個孔和三個孔時采取以下方法例如，通過未示出的位置改變裝置改變整個打孔裝置30和一安裝該打孔裝置30的復(fù)印機等的裝置安裝部分的相對位置，從而使中心C2與中心C1一致?；蛘?，在穿兩個孔時和穿三個孔時，通過安裝打孔裝置30的復(fù)印機等中未示出的片狀件輸送裝置改變將片狀件送入打孔裝置30的位置。適當(dāng)采取這些方法，可在兩孔穿孔和三孔穿孔過程中，平穩(wěn)地進行穿孔操作而不會對錯中心。
由于沖頭52a、52b、53和52c分別設(shè)有用于將沖頭向接近相應(yīng)沖模的方向偏壓的彈簧47，所述彈簧47當(dāng)在片狀件P上穿孔時為每個沖頭增加了推力，而當(dāng)沖頭從相應(yīng)沖模分離時又變成負(fù)載。所述彈簧使得施加在移動凸輪板35所必須的馬達(dá)33上的負(fù)載幾乎相同，并且使得連續(xù)在片狀件P上穿孔的工序可以平穩(wěn)地進行。
此外，盡管銷62設(shè)置在沖頭52a、52b、53和52c上，而凸輪44、84和94設(shè)置在凸輪板35上，但可以轉(zhuǎn)變這種關(guān)系將凸輪設(shè)置在沖頭52a、52b、53和52c上，而將銷設(shè)置在凸輪板35上。
如上所述，本實施例的打孔裝置30可以通過使凸輪板35在第一可動范圍R3內(nèi)往復(fù)移動，以使第一組沖頭52a、52b和52c通過相應(yīng)的凸輪44、84和94和銷(從動件)62垂直移動，從而產(chǎn)生三孔穿孔狀態(tài)；而通過使凸輪板35在第二可動范圍R2往復(fù)移動，以使第二組沖頭52b和53垂直移動，從而產(chǎn)生待穿孔的數(shù)量少于第一組的兩孔穿孔狀態(tài)。另外，由于第二組包括同時還屬于第一組的沖頭53并且第二組沖頭的數(shù)目少于第一組，所以，與對應(yīng)于凸輪板35的移動來選擇性地操作第一組和第二組各自的沖頭(以進行穿孔操作)的第一組和第二組的沖頭總數(shù)(五個)相比，本實施例的可通過較少的沖頭總數(shù)(四個)來進行不同穿孔工序，同時具有可穿不同數(shù)目的孔的兩個裝置的功能。因此，與現(xiàn)有技術(shù)的打孔裝置相比，本打孔裝置可以減少沖頭及相應(yīng)沖模的數(shù)量，從而可減少部件數(shù)量以簡化裝置結(jié)構(gòu)。本打孔裝置還可以降低成本，并且如果將它安裝在諸如復(fù)印機等成像設(shè)備上，將有助于這類設(shè)備的多功能化。
另外，由于僅通過將凸輪板35從初始位置N2向左或向右移動就可以容易并穩(wěn)定地移動到第一可動范圍R3或者第二可動范圍R2，所以該裝置的控制得到了簡化。再有，該裝置僅通過使凸輪板35在第一可動范圍R3或者第二可動范圍R2內(nèi)往復(fù)移動，就實現(xiàn)了使第一組或第二組的沖頭52a、52b、53和52c可靠地垂直運動的結(jié)構(gòu)。
由于打孔裝置30以位于第一組中心的共用沖頭52b為中心形成三孔穿孔狀態(tài)，并以共用沖頭52b和專門用于穿兩孔的沖頭53之間的中間位置為中心形成兩孔穿孔狀態(tài)，所以可自由地通過對應(yīng)于各工序變換相應(yīng)的中心來僅通過總共四個沖頭(和沖模)在(待穿孔的)片狀件P上適當(dāng)?shù)剡M行兩孔穿孔和三孔穿孔工序，在所述四個沖頭中位于三孔沖頭中心的沖頭52b在進行兩孔穿孔時也被使用。即，能夠可靠地在以某一間距對片狀件P進行三孔穿孔工序和以不同間距進行兩孔穿孔工序之間切換。
再者，因為對應(yīng)于共用沖頭52b的凸輪84設(shè)有通過第二直線部分87b相連的能在凸輪板35向左移動時操作該共用沖頭52b的V形部分86和能在凸輪板35連續(xù)向右移動時操作該共用沖頭52b的V形部分85，所以盡管結(jié)構(gòu)如此簡單，該結(jié)構(gòu)也能允許共用沖頭52b被自由地作為第一組或第二組進行操作。
<第二實施例>
接下來，參照圖6至11介紹根據(jù)本發(fā)明第二實施例的打孔裝置。圖6是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的打孔裝置部分剖開的正視圖。圖7是圖6所示打孔裝置的俯視圖。圖8是圖6所示打孔裝置的仰視圖。圖9是圖6所示打孔裝置從線E-E看去的側(cè)視圖。圖10是圖6所示打孔裝置從線F-F看去的側(cè)面剖視圖。圖11是圖6中所示可動范圍檢測傳感器、齒條等部分放大的正視圖。
如圖6至11所示，本實施例的打孔裝置60通過一托架71在一主結(jié)構(gòu)70上設(shè)有一馬達(dá)73。該馬達(dá)73通過一減速齒輪機構(gòu)74連接到一長凸輪板(往復(fù)移動構(gòu)件)75上，從而作為使凸輪板75橫向移動的動力源。打孔裝置60具有一控制裝置80，以用于根據(jù)接收自可動范圍檢測傳感器76、77和78的檢測信號來控制馬達(dá)73。應(yīng)注意，圖6中的標(biāo)號2可檢測馬達(dá)73的轉(zhuǎn)數(shù)等。
同樣如圖6所示，減速齒輪機構(gòu)74具有一固定在馬達(dá)73的一穿過托架71的輸出軸上的主動齒輪79，形成一體并被托架71可轉(zhuǎn)動地支承的大齒輪81和小齒輪82，以及一連接到凸輪板75的左端部同時沿該凸輪板75的縱向延伸并與小齒輪82相接合的齒條83。
凸輪板75設(shè)置成當(dāng)通過齒條83接收小齒輪82的旋轉(zhuǎn)力時，可以沿主結(jié)構(gòu)70的內(nèi)表面—即圖6的后側(cè)—橫向往復(fù)移動。減速齒輪機構(gòu)74等組成傳動裝置90，以用于將馬達(dá)73的旋轉(zhuǎn)力轉(zhuǎn)換為凸輪板75的線性往復(fù)移動力，從而使下面要說明的沖頭89a、89b、89c和89d垂直運動。
凸輪板75設(shè)有四個凸輪，在圖中從左至右依次為11、12、13和14。凸輪12和14在垂直于凸輪板75縱向的方向上—即圖中的垂直方向上高度相同，都低于凸輪板75的中心。凸輪11和13在垂直于凸輪板75縱向的方向上定位于該凸輪板75的中心上方。
凸輪11至14沿凸輪板75的縱向從該凸輪板75的前側(cè)穿到后側(cè)。凸輪11具有一第一直線部分11a、一V形部分15和一第二直線部分11b，該第一直線部分11a在垂直于凸輪板75縱向的方向上較高的位置以一預(yù)定寬度沿該凸輪板75的縱向延伸；該V形部分15從第一直線部分11a的右端以一預(yù)定角度逐漸下斜，然后從最低點(底部)以該預(yù)定角度逐漸上升；該第二直線部分11b與第一直線部分11a相同的高度上從V形部分15的右端沿縱向以一預(yù)定寬度延伸。
凸輪12具有一第一直線部分12a、一V形部分16、一第二直線部分12b、一V形部分17和一第三直線部分12c，該第一直線部分12a在凸輪板75上較低的位置沿縱向以一預(yù)定寬度延伸，從而以一預(yù)定長度與凸輪11的第二直線部分11b相交迭；該V形部分16從第一直線部分12a的右端沿縱向以一預(yù)定角度逐漸下斜，然后從底部以該預(yù)定角度逐漸上升；該第二直線部分12b在與第一直線部分12a相同的高度上從V形部分16的右端沿縱向以一預(yù)定寬度延伸；該V形部分17從第二直線部分12b的右端以一預(yù)定角度逐漸下斜，然后從底部以該預(yù)定角度逐漸上升；該第三直線部分12c在與第一和第二直線部分12a和12b相同的高度上從V形部分17的右端沿縱向以一預(yù)定寬度延伸。
凸輪13具有一第一直線部分13a、一V形部分18、一第二直線部分13b、一V形部分19和一第三直線部分13c，該第一直線部分13a在凸輪板75上較高的位置沿縱向以一預(yù)定寬度延伸，從而以一預(yù)定長度與凸輪12的第三直線部分12c相交迭；該V形部分18從第一直線部分13a的右端以一預(yù)定角度逐漸下斜，然后從底部以該預(yù)定角度逐漸上升；該第二直線部分13b在與第一直線部分13a相同的高度上從V形部分18的右端沿縱向以一預(yù)定寬度延伸；該V形部分19從第二直線部分13b的右端以一預(yù)定角度逐漸下斜，然后從底部以該預(yù)定角度逐漸上升；該第三直線部分13c在與第一和第二直線部分13a和13b相同的高度上從V形部分19的右端沿縱向以一預(yù)定寬度延伸。
凸輪14具有一第一直線部分14a、一V形部分22和一第二直線部分14b，該第一直線部分14a在凸輪板75上較低的位置沿縱向以一預(yù)定寬度延伸，從而以一預(yù)定長度與凸輪13的第三直線部分13c相交迭；該V形部分22從第一直線部分14a的右端以一預(yù)定角度逐漸下斜，然后從底部以該預(yù)定角度逐漸上升；該第二直線部分14b在與第一直線部分14a相同的高度上從V形部分22的右端沿縱向以一預(yù)定寬度延伸。
打孔裝置60還具有沿主結(jié)構(gòu)70的縱向方向以一預(yù)定間距(預(yù)定間隔D3)依次設(shè)置同時在垂直于縱向的方向上被可移動地支承的沖頭89a至89d。應(yīng)注意，盡管沒有示出，本實施例還設(shè)有一與第一實施例中的凸輪板定位機構(gòu)99相似的用于在一預(yù)定位置錨定凸輪板75的凸輪板定位機構(gòu)。
可動范圍檢測傳感器76包括一如圖6和11所示的光投射元件和一相應(yīng)的未在圖中示出的光接收元件。當(dāng)凸輪板75相對于主結(jié)構(gòu)70在圖中橫向移動時，遮光部件5、6和7順序遮擋可動范圍檢測傳感器76的光。然后，傳感器76將此時的檢測結(jié)果傳遞到控制裝置80。
如果可動范圍檢測傳感器76的光被遮光部件5、6和7中的任何一個遮擋，則控制裝置80根據(jù)該檢測結(jié)果檢測凸輪板75相對于主結(jié)構(gòu)70移動的位置，并且判定沖頭89a至89d保持在最高位置(非穿孔位置)。如果可動范圍檢測傳感器76的光沒有被遮光部件5、6和7中的任何一個遮擋，則控制裝置80根據(jù)該檢測結(jié)果判定沖頭89a至89d處于最低位置(穿孔位置)，即穿孔過程被執(zhí)行。
可動范圍檢測傳感器77包括隔開一預(yù)定間隙相對放置的一光投射元件77a和一光接收元件77b，而可動范圍檢測傳感器78包括隔開一預(yù)定間隙相對放置的一光投射元件78a和一光接收元件78b。
當(dāng)凸輪板75相對于主結(jié)構(gòu)70在圖中橫向移動時，可動范圍檢測傳感器77的光穿透過去或被一在光投射元件77a和光接收元件77b之間移動的遮光板9遮擋，而可動范圍檢測傳感器77將此時檢測的結(jié)果傳送到控制裝置80?？刂蒲b置80根據(jù)可動范圍檢測傳感器77的檢測結(jié)果來判斷當(dāng)凸輪板75即沖頭89a至89d在停止于初始位置以外的位置后又開始移動時應(yīng)移動到遮光部件5、6和7中的哪一個，所述初始位置以外的位置是指由于停電等原因，可動范圍檢測傳感器76不面對遮光部件5、6和7中任何一個時的位置。
當(dāng)凸輪板75相對于主結(jié)構(gòu)70在圖中橫向移動時，可動范圍檢測傳感器78的光穿透過去或被在光投射元件78a和光接收元件78b之間移動的遮光板9遮擋，而可動范圍檢測傳感器78將此時檢測的結(jié)果傳送到控制裝置80。然后，控制裝置80根據(jù)可動范圍檢測傳感器78的檢測結(jié)果來判斷凸輪板75即沖頭89a至89d是定位于一第一可動范圍R4還是定位于一第二可動范圍R2。即使由于系統(tǒng)停機例如停電而使控制過程出現(xiàn)異常，可動范圍檢測傳感器78也能在利用打孔裝置60通過第一組沖頭在第一可動范圍R4中或通過第二組沖頭在第二可動范圍R2中穿四個孔或兩個孔時防止凸輪板75移動到未使用的組的可動范圍中。
在此，上述沖頭89a至89d和凸輪11至14布置成具有下列預(yù)定的位置關(guān)系。應(yīng)注意，如后述的由相應(yīng)沖頭89a至89d支承的銷(從動件)25與相應(yīng)的凸輪11至14可滑動地接合。
也就是說，在圖6所示的凸輪板75位于主結(jié)構(gòu)70左端的初始狀態(tài)下，沖頭89a的銷25位于第二直線部分11b的右端；沖頭89b的銷25位于第三直線部分12c的右端；沖頭89c的銷25位于第三直線部分13c的右端；沖頭89d的銷25位于第二直線部分14b的右端。因此，所有沖頭89a至89d都處于最高位置(非穿孔位置)。在這種狀態(tài)下，控制裝置80根據(jù)可動范圍檢測傳感器76和77檢測到的凸輪板75的位置判定凸輪板75位于初始狀態(tài)。
在四孔穿孔狀態(tài)，沖頭89a的銷25位于V形部分15；沖頭89b的銷25位于V形部分17；沖頭89c的銷25位于V形部分19；沖頭89d的銷25位于V形部分22。即在四孔穿孔狀態(tài)下，凸輪板75移動到第一可動范圍R4，從而分別使凸輪11的V形部分15處的沖頭89a、V形部分17處的沖頭89b、V形部分19處的沖頭89c和V形部分22處的沖頭89d降到最低位置(穿孔位置)。在這種狀態(tài)下，控制裝置80根據(jù)可動范圍檢測傳感器76和77的檢測結(jié)果判定該狀態(tài)為四孔穿孔狀態(tài)。
在兩孔穿孔狀態(tài)，沖頭89a的銷25位于第一直線部分11a；沖頭89b的銷25位于V形部分16；沖頭89c的銷25位于V形部分18；沖頭89d的銷25位于第一直線部分14a。即在兩孔穿孔狀態(tài)下，凸輪板75移動到第二可動范圍R2從而分別使凸輪12的V形部分16處的沖頭89b、V形部分18處的沖頭89c下斜到最低位置(穿孔位置)，而分別使凸輪11的第一直線部分11a處的沖頭89a、第一直線部分14a處的沖頭89d保持在最高位置。在這種狀態(tài)下，控制裝置80根據(jù)可動范圍檢測傳感器76和77的檢測結(jié)果判定該狀態(tài)為兩孔穿孔狀態(tài)。
為了實現(xiàn)上述初始狀態(tài)、四孔穿孔狀態(tài)和兩孔穿孔狀態(tài)，凸輪11至14具有下列相互位置關(guān)系。即四孔沖頭89a、89b、89c和89d之間的間距(D3)幾乎等于相應(yīng)的V形部分15、17、19和22的底部之間的間距。
另外，凸輪11的第二直線部分11b、凸輪12的第三直線部分12c、凸輪13的第三直線部分13c和凸輪14的第二直線部分14b依次逐漸變長。此外，凸輪12的第二直線部分12b稍長于凸輪13的第二直線部分13b。這種布置可通過逐步偏移用于降低相應(yīng)組的沖頭的定時來減輕通過將第一組沖頭89a至89d或者第二組沖頭89b和89c移動以到達(dá)最低位置而進行穿孔時施加在馬達(dá)73上的載荷。
所述凸輪設(shè)置成使凸輪11的第二直線部分11b與凸輪12的第一直線部分12a相交迭，凸輪12的第三直線部分12c與凸輪13的第一直線部分13a相交迭，凸輪13的第三直線部分13c與凸輪14的第一直線部分14a相交迭。
此外，如圖6至10所示，一支腿(leg)27通過一未示出的隔板連接到主結(jié)構(gòu)70的下表面。該隔板在主結(jié)構(gòu)70的下表面和支腿27的上表面27a之間形成一可使一片形件P通過的縫隙S1。
如圖10所示，主結(jié)構(gòu)70共設(shè)有八個穿過主結(jié)構(gòu)70上、下表面的上、下沖頭支承孔28。沖頭89a、89b、89c和89d分別可滑動并相互配合地插入這些沖頭支承孔28中。支腿27的上表面27a上形成有四個沖模29，所述沖模與主結(jié)構(gòu)70下表面的沖頭支承孔28相對。沖頭89a至89d等間距(D3)排列，從而構(gòu)成用于穿四個孔的第一組和用于穿兩個孔的第二組。
然后，例如，沖頭89d設(shè)有一在垂直于其移動方向(圖中為垂直方向)的方向上貫穿的通孔10。通孔10支承銷25以使該銷25穿過該孔10和凸輪板75的第二直線部分14b，并且伸向一沿主結(jié)構(gòu)70的垂直方向形成的長引導(dǎo)孔26。長引導(dǎo)孔26貫穿主結(jié)構(gòu)70的一側(cè)壁，并且該引導(dǎo)孔的縱向沿所述垂直方向定向。在銷25的兩端都安裝有未示出的可移除的止動環(huán)。
再有，沖頭89d設(shè)有一未示出的彈簧，該彈簧將沖頭89d朝向相應(yīng)的沖模29偏壓，并且該彈簧插在主結(jié)構(gòu)70的上邊緣和固定于沖頭89d的止動環(huán)之間。因為銷25穿過凸輪14的第二直線部分14b并且被保持在那里，所以盡管彈簧將沖頭89d向下偏壓，沖頭89d也不會從主結(jié)構(gòu)70掉出。應(yīng)注意，盡管此處僅針對沖頭89d說明了用于支承沖頭的結(jié)構(gòu)，但用于支承其它沖頭89a至89c的結(jié)構(gòu)與之相同并且此處不再進行說明。
圖6中齒條83連接到凸輪板75的左端。將參照圖11對此進行說明。上述沿凸輪板75的縱向(圖中為橫向)延伸的遮光板9連接到齒條83的后面(圖中的縱深側(cè))。一連接板8通過一固定螺釘3連接到主結(jié)構(gòu)70的左側(cè)。上述可動范圍檢測傳感器76、77、和78以預(yù)定的間距順序設(shè)置在連接板8上。在本實施例中可設(shè)置一下面要說明的止動件23以取代可動范圍檢測傳感器78。
一用于防止齒條83在移動時松開的滑動導(dǎo)向器4連接到主結(jié)構(gòu)70的一在圖中左側(cè)延伸的延伸部70a。該滑動導(dǎo)向器4例如由合成樹脂材料制成，而上述止動件(止動裝置)23可設(shè)置在未示出的導(dǎo)向器的滑動槽的適當(dāng)位置。
止動件23可使用相同的合成樹脂材料與滑動導(dǎo)向器4形成一體，并與該滑動導(dǎo)向器4同時制造。例如，在凸輪板75沿圖6中向右的方向在第二可動范圍R2移動的狀態(tài)下，該止動件23可位于與齒條83左端相對的位置。
此時，盡管凸輪板75能夠在其左側(cè)被止動件23限制的狀態(tài)下在第二可動范圍R2內(nèi)往復(fù)移動，但因為止動件23可靠地阻止了凸輪板75的移動，所以即使由于系統(tǒng)故障例如停電而使標(biāo)號2難以判斷馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)位置從而使凸輪板75試圖沿向左的方向移到第一可動范圍R4，該凸輪板75也不會在運行于第二可動范圍R2時切換到第一可動范圍R4。也就是說，利用這種止動件23進行所述簡單布置就可省去上述可動范圍檢測傳感器78。
如圖11所示，上述遮光部件5、6和7連接到凸輪板75上靠近齒條83的位置，從而能夠在凸輪板75移動時依次與可動范圍檢測傳感器76相對。應(yīng)注意，可動范圍檢測傳感器76以及遮光部件5、6和7在深度方向上的位置不同于可動范圍檢測傳感器77、78以及遮光板9。
在具有上述結(jié)構(gòu)的根據(jù)本實施例的打孔裝置60中，當(dāng)凸輪板75從初始位置即圖6的初始狀態(tài)沿圖中向右的方向移動一個階段(step)時所達(dá)到的范圍為第一可動范圍R4，而當(dāng)凸輪板75從中立位置即由第二直線部分12b和13b形成的中立位置再向右移動一個階段時所達(dá)到的范圍為第二可動范圍R2。
使凸輪板75在第一可動范圍R4往復(fù)移動可實現(xiàn)使用第一組的四孔沖頭89a、89b、89c和89d的四孔穿孔狀態(tài)，而使凸輪板75在第二可動范圍R2往復(fù)移動可實現(xiàn)使用第二組兩孔沖頭89b和89c的兩孔穿孔狀態(tài)。
例如，如果用N1表示初始位置，而將初始位置之外的沖頭與沖模29相分離—從而形成非穿孔狀態(tài)—的位置定義為中立位置，則中立位置N2和N3從初始位置N1依次存在于從初始位置N1沿圖6中向右的方向順序設(shè)置的第一可動范圍R4和第二可動范圍R2中，并插置在形成相應(yīng)穿孔狀態(tài)的中間位置。就從初始位置N1沿一個方向設(shè)置的第一可動范圍R4和第二可動范圍R2而言，這種狀態(tài)可表示如下N1←→四孔穿孔狀態(tài)(R4)←→N2←→兩孔穿孔狀態(tài)(R2)←→N3(四孔穿孔的操作)在圖6所示馬達(dá)73停轉(zhuǎn)的打孔裝置60的初始狀態(tài)(初始位置)中，沖頭89a的銷25位于凸輪11的第二直線部分11b，沖頭89b的銷25位于凸輪12的第三直線部分12c，沖頭89c的銷25位于凸輪13的第三直線部分13c，沖頭89d的銷25位于凸輪14的第二直線部分14b。即所有沖頭都保持在最高位置。
當(dāng)在該初始狀態(tài)下將片形件P送入縫隙S1并定位在一預(yù)定位置時，與上述打孔裝置30的情況相似，控制裝置80啟動打孔裝置60。假設(shè)此時用戶已經(jīng)事先對穿四個孔進行了設(shè)定。
當(dāng)馬達(dá)73旋轉(zhuǎn)以使凸輪板75從初始狀態(tài)向四孔穿孔狀態(tài)移動時，凸輪板75開始沿圖6中向右的方向移動，從而分別將沖頭89a至89d的各銷25引導(dǎo)至凸輪11至14的相應(yīng)V形部分15、17、19和22的底部。因此，第一組的所有沖頭89a至89d都下降到最低位置，并當(dāng)在片形件P上穿孔之后與沖模29相接合(見圖10)。同時，控制裝置80根據(jù)可動范圍檢測傳感器76和77的檢測結(jié)果判定第一組沖頭89a至89d已經(jīng)在片形件P上穿了四個孔。
然后，由于馬達(dá)73沿同一方向旋轉(zhuǎn)并且凸輪板75在第一可動范圍R4內(nèi)繼續(xù)向右移動，所有沖頭89a至89d通過凸輪11至14相應(yīng)的第一直線部分11a、第二直線部分12b、第二直線部分13b和第一直線部分14a升起并保持在最高位置。此時將已經(jīng)穿了四個孔的片形件P從縫隙S1拉出，然后向該縫隙S1中送入一新的片形件P。
當(dāng)馬達(dá)73在這種狀態(tài)下反轉(zhuǎn)預(yù)定的轉(zhuǎn)數(shù)從而凸輪板75沿圖中向左的方向移動時，四孔沖頭89a至89d就在新的片形件P上穿了四個孔。當(dāng)凸輪板75繼續(xù)向左移動時，沖頭89a至89d的各銷25分別被引至第二直線部分11b、第三直線部分12c、第三直線部分13c和第二直線部分14b，從而凸輪板75返回初始狀態(tài)。
(兩孔穿孔操作)如果片形件P被送入縫隙S1并在這樣的狀態(tài)—即沖頭89a至89d位于凸輪11至14相應(yīng)的第一直線部分11a、第二直線部分12b、第二直線部分13b和第一直線部分14a從而被保持在最高位置—下停止于預(yù)定位置，并且馬達(dá)73停轉(zhuǎn)，則控制裝置80啟動打孔裝置60。假設(shè)此時用戶已經(jīng)事先對穿兩個孔進行了設(shè)定。
然后，當(dāng)馬達(dá)73旋轉(zhuǎn)以使凸輪板75從上述狀態(tài)向兩孔穿孔狀態(tài)移動時，凸輪板75開始沿圖6中向右的方向移動，從而在穿兩個孔時不使用的沖頭89a和89d的銷25由第一直線部分11a和第一直線部分14a保持在最高位置。與之相反，穿兩個孔時要使用的沖頭89b和89c的銷25與穿四個孔時相似，分別被從第二直線部分12b引導(dǎo)至V形部分16的底部和從第二直線部分13b引導(dǎo)至V形部分18的底部。因此，兩孔沖頭89b和89c分別下降到最低位置(穿孔位置)，并當(dāng)在片形件P上穿孔之后與沖模29相接合。此時，控制裝置80根據(jù)可動范圍檢測傳感器77的檢測結(jié)果判定第二組沖頭89b和89c已經(jīng)在片形件P上穿了兩個孔。
接著，馬達(dá)73響應(yīng)來自控制裝置80的一信號而沿同一方向旋轉(zhuǎn)，從而使凸輪板75在第二可動范圍R2內(nèi)繼續(xù)右移，以使所有沖頭89a至89d分別由凸輪11至14相應(yīng)的第一直線部分11a、第一直線部分12a、第一直線部分13a和第一直線部分14a保持在最高位置。此時，將其上已經(jīng)穿了兩個孔的片形件P從縫隙S1中拉出，然后向縫隙S1中送入新的片形件P。當(dāng)馬達(dá)73在這種狀態(tài)下反轉(zhuǎn)預(yù)定的轉(zhuǎn)數(shù)從而凸輪板75沿圖中向左的方向移動時，兩孔沖頭89b和89c就在新的片形件P上穿兩個孔。
如上所述，除了與第一實施例相似的效果外，本實施例的打孔裝置60還具有以下效果即打孔裝置20使得僅通過使凸輪板75從初始位置N2沿一個方向前進一個階段或者從第一可動范圍R4沿同一方向再前進一個階段，就能使該凸輪板75容易并可靠地到達(dá)第一可動范圍R4或者第二可動范圍R2。因此，控制可被簡化。另外，該打孔裝置能夠僅通過使凸輪板75在第一可動范圍R4和第二可動范圍R2內(nèi)往復(fù)移動而使第一或第二組沖頭89a至89d可靠地垂直移動。
再有，因為第一組由四個即偶數(shù)個沖頭組成而第二組由第一組沖頭89a至89d中居中的兩個沖頭89b和89c組成，所以可在片形件P上(當(dāng)然也可在該片形件上穿多于四個的偶數(shù)孔)適當(dāng)并自由地進行四孔穿孔和兩孔穿孔工序，但又不必對應(yīng)于各工序移動四孔穿孔狀態(tài)和兩孔穿孔狀態(tài)各自的中心，該四孔穿孔狀態(tài)的中心位于第一組四個沖頭89a至89d的中心部即沖頭89b和89c的中間位置，該兩孔穿孔狀態(tài)的中心位于第一組中兩個居中的沖頭89b和89c的中間位置。
可通過僅由止動件23限制凸輪板75向相反的可動范圍的移動這一非常簡單的布置，而省去用于檢測凸輪板75的移動的可動范圍檢測傳感器78。也就是說，如果將打孔裝置60安裝到復(fù)印機等設(shè)備上，則可根據(jù)檢測凸輪板75向相反組的移動的可動范圍檢測傳感器78來進行控制，以便僅使用實際中常用的組。例如，當(dāng)在系統(tǒng)故障例如停電之后再次供電而對控制進行重新設(shè)置時，通常根據(jù)可動范圍檢測傳感器78的檢測結(jié)果來控制凸輪板75的移動，以使該凸輪板75移動到停電前使用的穿孔組。因此，盡管可動范圍檢測傳感器78是基本部件，但止動件23也能限制凸輪板75向相反側(cè)的移動，從而在本實施例中可省去可動范圍檢測傳感器78。因而省去較昂貴的傳感器78則可降低生產(chǎn)成本。即除了可節(jié)省可動范圍檢測傳感器78本身的費用外，還能夠削減用在未示出的控制裝置80的控制板上的費用。在生產(chǎn)數(shù)萬套產(chǎn)品時還能可觀地壓縮成本，因使用傳感器而可能引起的麻煩也會避免，控制會減少，而且維修費用也會降低。
另外，通過將由合成樹脂制成的止動件23擋在由合成樹脂制成的滑動導(dǎo)向器4的滑動槽的適當(dāng)位置，就能可靠地在特定位置限制齒條83在圖中向左的方向上的移動?；蛘撸部梢韵拗讫X條83從特定位置沿圖中向右的方向的移動，通過將一由適當(dāng)材料制成的構(gòu)件例如金屬螺釘固定到一對應(yīng)于主結(jié)構(gòu)70上的凸輪板75右端的適當(dāng)位置也可獲得與上述相同的效果。
如果將止動件23形成在滑動導(dǎo)向器4的滑動槽中，則只需考慮用于校正滑動導(dǎo)向器4的沖模的費用，因此能夠以非常低的成本進行處理而不會增加成本。
通過設(shè)置止動件23來省去可動范圍檢測傳感器78的布置也適用于上述第一實施例。
工業(yè)實用性如上所述，根據(jù)本發(fā)明的打孔裝置可安裝在成像設(shè)備的主體部或印刷機上，所述成像設(shè)備例如復(fù)印機、打印機、傳真機以及具有這些設(shè)備功能的多功能機，本打孔裝置特別適用于需要通過減少部件來進行簡化的設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種打孔裝置，包括多個用于在一待穿孔的片型件上穿孔的沖頭和沖模，一能夠在垂直于所述沖頭移動方向的方向上往復(fù)移動的往復(fù)移動構(gòu)件以及多個凸輪和與所述凸輪相接合的從動件，所述凸輪和從動件插置在所述往復(fù)移動構(gòu)件和所述多個沖頭之間，以用于將所述往復(fù)移動構(gòu)件的往復(fù)移動轉(zhuǎn)換成所述沖頭在穿孔位置與非穿孔位置之間的垂直運動，其中所述多個沖頭分成一由一預(yù)定數(shù)目的沖頭組成的第一組和一包含所述第一組中任意一個沖頭并且其沖頭數(shù)目少于所述第一組的預(yù)定沖頭數(shù)的第二組；并且通過使所述往復(fù)移動構(gòu)件在一第一可動范圍內(nèi)往復(fù)移動從而使所述第一組沖頭通過與所述第一組沖頭相對應(yīng)的凸輪和從動件進行垂直移動而形成所述預(yù)定數(shù)目沖頭的穿孔狀態(tài)，通過使所述往復(fù)移動構(gòu)件在一第二可動范圍內(nèi)往復(fù)移動從而使所述第二組沖頭通過與所述第二組沖頭相對應(yīng)的凸輪和從動件進行垂直移動而形成所述少于預(yù)定沖頭數(shù)目的沖頭的穿孔狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的打孔裝置，其特征在于，所述第一可動范圍為所述往復(fù)移動構(gòu)件相對于一主結(jié)構(gòu)從一初始位置沿一個方向前進所達(dá)到的范圍，所述第二可動范圍為所述往復(fù)移動構(gòu)件從該初始位置沿另一個方向前進所達(dá)到的范圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的打孔裝置，其特征在于，在插置有所述初始位置的所述第一和第二可動范圍內(nèi)分別在該初始位置的相對側(cè)設(shè)置有第一和第二中立位置，并且所述往復(fù)移動構(gòu)件在所述第一或第二可動范圍內(nèi)往復(fù)移動時可使所述第一組或第二組沖頭垂直移動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的打孔裝置，其特征在于，所述第一組由三個以一預(yù)定間距排列的沖頭組成，并且也可在所述第二組中被共同使用的所述第一組中的一個共用沖頭為所述第一組三個沖頭中居中的沖頭；并且所述第二組由所述共用沖頭和一專門用于穿第二個孔的沖頭組成，所述專門用于穿第二個孔的沖頭設(shè)置在所述第一組三個沖頭中位于一端的沖頭和所述共用沖頭之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的打孔裝置，其特征在于，與所述共用沖頭相對應(yīng)的凸輪設(shè)有通過一直線部分相連的一第一V形部分和一第二V形部分，該第一V形部分能夠在所述往復(fù)移動構(gòu)件沿一個方向移動時使所述共用沖頭從非穿孔位置移動到穿孔位置，該第二V形部分能夠在所述往復(fù)移動構(gòu)件沿另一個方向移動時使所述共用沖頭從非穿孔位置移動到穿孔位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的打孔裝置，其特征在于，所述第一可動范圍為所述往復(fù)移動構(gòu)件相對于一主結(jié)構(gòu)從一初始位置沿一個方向前進一個階段所達(dá)到的范圍，所述第二可動范圍為所述往復(fù)移動構(gòu)件從所述第一可動范圍沿一個方向再前進一個階段所達(dá)到的范圍。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的打孔裝置，其特征在于，在從所述初始位置起沿所述一個方向順序設(shè)置的所述第一和第二可動范圍中，從所述初始位置起依次設(shè)有第一中立位置和第二中立位置；并且所述往復(fù)移動構(gòu)件通過在所述第一或第二可動范圍內(nèi)往復(fù)移動而使作為所述第一組或所述第二組的多個沖頭垂直移動。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的打孔裝置，其特征在于，所述第一組由三個或更多以一預(yù)定間距排列的沖頭組成；所述第二組由所述第一組中的沖頭中的至少兩個沖頭組成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的打孔裝置，其特征在于，還包括一移動限制裝置，以用于當(dāng)在所述第一或第二可動范圍內(nèi)使用所述往復(fù)移動構(gòu)件時限制該往復(fù)移動構(gòu)件移動到相對側(cè)的可動范圍。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的打孔裝置，其特征在于，所述移動限制裝置是一用于在一相對于所述主結(jié)構(gòu)的預(yù)定位置阻止所述往復(fù)移動構(gòu)件移動的止動件。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種打孔裝置，其多個沖頭(52a至52c和53；或89a至89d)分成一具有一預(yù)定數(shù)目沖頭的第一組和一包含所述第一組中任意一個沖頭并且其沖頭數(shù)較少的第二組，以便通過使一往復(fù)移動構(gòu)件(35或75)在一第一可動范圍內(nèi)往復(fù)移動從而使第一組沖頭通過與其相應(yīng)的凸輪和從動件(62或25)進行垂直運動來產(chǎn)生一預(yù)定數(shù)目沖頭的穿孔狀態(tài)，以及通過使往復(fù)移動構(gòu)件(35或75)在一第二可動范圍內(nèi)往復(fù)運動從而使第二組沖頭通過與其相應(yīng)的凸輪和從動件進行垂直運動來產(chǎn)生一較少數(shù)目沖頭的穿孔狀態(tài)。與現(xiàn)有技術(shù)的裝置相比，這種布置可減少沖頭和沖模的數(shù)目，并且該裝置的結(jié)構(gòu)通過較少數(shù)目的部件得到了簡化。
文檔編號B26D5/16GK1705544SQ200380101819
公開日2005年12月7日 申請日期2003年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月21日
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