JPS61163608A - ハンマ−ソレノイド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は、ハンマーソレノイド、特にディジー型活字ホ
イールの活字を激打するプランジャ型印字ヘッドに好適
なハンマーソレノイドに関する。

［背景技術］ この種のハンマーソレノイドは、第１０図に示すものが
一般的である。すなわち、ハンマーソレノイドｌは、基
本構成要素として、長手方向に変位自在な中間段部２ａ
を有する可動鉄心２と、可動鉄心２を支持する軸受３．
４と、可動鉄心２の外周に配置されるコイル枠５と、コ
イル枠５に巻回されるコイル６と、有段円筒状に旋盤加
工されてコイル６の励磁時にその内周段７ａが前記中間
段部２ａを吸引する第１ヨーク７と、鍔付き有底円筒状
に旋盤加工されて第１ヨーク７とともに磁気回路とハン
マーソレノイド１のハウジングとを構成する第２ヨーク
８と、可動鉄心２が変位した後にこれを元の状態に復帰
させるため一端を前記中間段部２ａに当接したコイル状
の復帰ばね９とを含む。

このハンマーソレノイドｌは、コイル６にパルス電圧が
印加されると、可動鉄心２が矢符Ｗ方向へ変位し、活字
駆動部となる可動鉄心２の先端部（第６図の右万端部）
が、例えばディジーホイールの活字（図示せず）を激打
し、その後復帰ばね９のばね力により元の状態に復帰し
、この一連の動作により印字動作が行われる。

かかるハンマーソレノイド１にあっては、可動鉄心２の
製造が非常に複雑で大幅なコストアップを招来する。す
なわち、可動鉄心２は、丸棒状の磁性材料を旋盤加工し
フライス加工せねばならず、しかもこれらの加工により
切除する部分は極めて多くなるのである。また、磁気効
率の面においても問題点を有する。すなわち、可動鉄心
２の変位方向と直交方向に漏洩磁束φ１があるため、電
磁吸引力として有効に作用する磁束、すなわち可動鉄心
２の変位方向に平行な磁束φ２が全磁束φ０の一部でし
かなく、従って可動鉄心２の高速化を図ると消費電力が
増し、消費電力を抑えれば高速化が阻害されるものであ
る。

［発明の目的］ 本発明は、上記事由に鑑みてなしたものであって、その
目的とするところは、プランジャを新規な構成にするこ
とにより製造コストの低減が図れるハンマーソレノイド
を提供するにある。

［発明の開示］ 本発明に係るハンマーソレノイドは、コイル枠の内周胴
にて長手方向に変位自在に支持されるプランジャと、前
記コイル枠に巻回されたコイルと、前記コイルの両端及
び外周でしかも前記プランジャの軸線の両側に断面口字
状の磁路を形成するヨークと、前記コイル及びヨークの
電磁力により作動位置へ変位する前記プランジャに対し
これに抗してばね付勢する復帰ばねと、前記コークの対
向片の一方に設けられて前記１ランジヤの常規位置を規
制する常規位置位置規制手段とよりなるハンマーソレノ
イドにおいて、前記プランジャは、長手方向の一方側に
位置する薄板状金属材料の活字駆動部と、他方側に位置
しかつ前記ヨークの対向間隔に略等しい長さを有する磁
性材料の磁束授受部とにより構成され、これらが一体的
に固着されてなることによって、製造コストの低減を図
ったものである。

（実施例） 以下本発明の一実施例を第１図乃至第９図に基づいて説
明する。

本発明のハンマーソレノイド１１は、基本構成要素とし
て長手方向に変位自在なプランジャ１２、コイル枠１３
、コイル枠１３の外周に巻回されたコイル１４、プラン
ジャ１２の軸線の両側に断面口字状の磁路を形成するヨ
ーク１５、プランジャ１２を復帰させる復帰ばね１８及
びプランジャ１２の常規位置を規制する常規位置規制手
段１９とを含む。

プランジャ１２は、長手方向の一方側に位置する例えば
ステンレス鋼板（ＳＵＳ３０４）あるいはセラミックの
ような非磁性である薄板状金属材料にてプレス加工され
た活字駆動部２２と、他方側に位置しかつ前記コーク１
５の対向間隔に略等しい長さを有する磁性材料の磁束授
受部とによ、り構成され、これらが一体化されてなる。

活字駆動部２２は、長手方向において幅が３段に、すな
わち基端部２２ａが小幅、中間部２２ｂが大幅、先端部
２２ｃが中幅に、さらに先端部２２Ｃの端面に活字激打
のためＶ溝２２ｄ、板面の基端よりに中空孔２２ｅがそ
れぞれ形成しである。なお、この活字駆動部２２を非磁
性材料とすることにより、本発明の目的を達成するとと
もに磁気効率の向上が図れる。一方、磁束授受部２３は
中心に活字駆動部２２の基端部２２ａが挿通し得る有段
貫通孔２３ａが、また活字駆動部２２例の端面にその中
間部２２ｂが嵌入し得る縦溝２３．ｂがそれぞれ形成し
である。ここでより望ましいことは、活字駆動部２２の
中空孔２２ｅが、活字駆動部２２が。

磁束授受部２３の縦溝２３ｂに嵌入されたとき、その一
部が該縦溝２３ｂに例えば０６５〜ｉ　ｎ＋ｓ程度埋没
するように形成されていることである。なお、活字駆動
部２２の平面形状、すなわち基端部２２ａ、中間部２２
ｂ１先端部２２ｃの形状は適宜設計すればよい。しかし
て、これらが嵌入された後、かしめ又は鑞付は等により
一体的に固着されるのである。

コイル１４は、プランジャ１２の磁束授受部２３より若
干短い円筒部１３ａとフランジ部１３ｂ、１３Ｃからな
るコイル枠１３に巻回される。コイル枠１３は、その内
幅部内周胴１３ｄがプランジャ１２の磁束授受部２３外
周胴２３ｃより若干大径にしてあり、従ってプランジャ
１２を長手方向に変位可能に支持しているのである。１
３ｅはコイル枠１３の位置決めのためフランジ部１３ｂ
に突設した突起である。

ヨーク１５は、第１ヨーク１６と第２ヨーク１７により
構成される。第１ヨーク１６は、磁性板材料よりなり、
対向する両脚片（側片）１６ａと両脚片１６ａを連結す
る連結片１６ｂにてコ字状に形成され、その両脚片１６
ａがコイル１４を被うようにその外周に位置する。第２
ヨーク１７は、磁性板材料よりなり、方形板状に形成さ
れ、コイル枠１３の固定を兼ねて第１ヨーク１６の両脚
片端部１６ｃに磁気結合され、かつ中央にはプランジャ
１２の磁束授受部２３が挿通し得る、詳しくはコイル枠
１３の突出円筒部１３ｆが挿通し得る挿通孔１７ａを設
けである。従って第２ヨーク１７の挿通孔１７ａ端面ば
突出円筒部１３ｆを含む磁気空隙Ｇ２を介して磁束授受
部２３に対面している。１６ｄはプランジャ１２が挿通
し得る挿通孔、１６ｅは突起１３ｅの嵌合孔、１６ｆは
ねし孔でそれぞれ連結片１６ｂに穿設される。従って挿
通孔１６ｄ端面と磁束授受部２３の左方端面間に磁気空
隙Ｇ１が形成される。１６ｇは両脚片端部１６ｃに形成
した第２のヨーク１７の結合用凹部、１７ｂはその端部
に形成した結合用突部、１７ｃはプランジャ１２の常規
位置規制手段である後部フレーム１９を固着するための
突起である。従ってかかるヨーク１５は、コイル１４の
両端及び外周でしかもプランジャ１２の軸線の両側に断
面コ字状の磁路を形成することとなり、また前記したヨ
ーク１５の対向間隔とは、第１ヨーク１６の連結片１６
ｂと第２ヨーク１７との間隔を指す。

後部フレーム１９は、亜鉛のような非磁性材料よりなり
、有底円筒体１９ａの開口縁から方形フランジ部１９ｂ
を延設した形状に形成され、これに第２ヨーク１７の突
起１７ｃに嵌合する嵌合孔１９ｃが設けられる。この嵌
合孔１９ｃを突起１７Ｃに嵌合させた後、かしめ又は鑞
付けにより後部フレーム１９は第２ヨーク１７の外側面
に°固着される。また、底部１９ｄはプランジャ１２の
常規位置を規制し、その中央に通気孔１９″ｅが形成し
である。

２０は緩衝部材で、低反発性ゴムよりなり、円板状に形
成され、その中央には後部フレーム１９の通気孔１９ｅ
に連通ずる通気孔２０ａが設けである。

２１はプラスチックのような非磁性材料よりなるガイド
フレームで、開口縁に方形フランジ部２１ａを有するコ
ツプ状に形成され、かつその底部２１ｂに活字駆動部２
２の先端部２２ｃが挿通する長方形の挿通孔２１ｃが形
成される。第１ヨーク１６のねじ孔１６ｆに対応する取
着孔２１ｄと、嵌合孔１６ｅに対応しこれを貫通してき
たコイル枠１３の突起１３ｅの嵌合凹部２１６はそれぞ
れ方形フランジ部２１ａに設けられる。２１ｆは長方形
の挿通孔２１ｃと交差するよう底部２１ｂに形成される
高速動作用の通気孔である。

復帰ばね１８は、コイル状に形成され、ガイドフレーム
２１の底部２１ｂとプランジャ１２間に圧縮弾装される
ものである。

しかして、プランジャ１２の磁束授受部２３をコイル枠
１３の円筒部内周胴１３ｄに挿通し、磁束授受部２３の
活字駆動部２２側端面に復帰ばね１８を載置して活字駆
動部２２の先端部２２Ｃがガイドフレーム２１の挿通孔
２１Ｃに挿通するようガイドフレーム２１をねじ２４で
もって第１コーク１６の連結片１６ｂに取着する。従っ
て、復帰ばね１８が磁束授受部２３とガイドフレーム２
１の底部２１ｂ間に圧縮弾装されるので、プランジャ１
２は後部フレーム１９側にばね付勢されるのである。そ
して、磁束授受部２３−磁気空隙Ｇ１→第１ヨーク１６
→第２コーク１７−磁気空隙Ｇ２−磁束授受部２３とい
う経路で磁気回路が形成できる。

次に、第５図乃至第８図に基づきプランジャ１２の固着
方法を説明する。第５図のように別部材として形成され
た活字駆動部２２と磁束授受部２３は、第６図のように
先端部２２ａが有段貫通孔２３ａに挿通されぐ中間部２
２ｂが縦溝２３ｂに嵌入される。このとき、中空孔２２
ｅはその一部が１ｆｆｌ？Ｊ！２３ｂ内に埋没している
。この状態でこれらは第７図のようにかしめ治具のホル
ダー３０に装着される。そして、活字駆動部２２の板厚
より若干大径の割溝３３を有するポンチ３２にて磁束授
受部２３の端面を加圧する。この加圧により塑性変形し
た部分は、第８図のように中空孔２２ｅ内に入り込み活
字駆動部２２を確実に固着する。

また、プレス加工された活字駆動部２２にバレル研磨を
施すと固着状態がより良好となる。固着強度をさらに高
める必要があるときは、そのうえに鑞付けを行う。第１
図は斜視図である。

（動作） 第９図は、ハンマーソレノイド１１におけるプランジャ
１２の変位に伴う電磁吸引力特性及びばね負荷特性を示
すもので、ライン１３は復帰ばね１８のばね負荷特性、
ライン１４は励磁時のプランジャ１２の電磁吸引力特性
であり、コイル１４にパルス電圧が印加されるとプラン
ジャ１２が矢符Ｗ方向へ変位し、プランジャ１２の活字
駆動部２２がディジーホイールの活字（図示せず）を激
打し、その後パルス電圧の消滅とともに復帰ばね１８の
ばね力により元の状態に復帰する。かかる一連の動作に
より印字動作が行われる。

さらにこの動作を詳細に説明する。第２図の状態は、コ
イル１４が励磁されていない状態であって、プランジャ
１２は復帰ばね１８のばね力のみの影響を受けて常規位
置、つまりプランジャ１２の一端（磁束授受部２３の右
方端）が後部フレーム１９の底部１９ｄ（詳しくは緩衝
部材２０）に当接した位置で安定している。

この状態においてコイル１４が励磁されると、磁束φが
プランジャ１２（磁束授受部２３）−磁気空隙Ｇ１→第
１ヨーク１６−第２ヨーク１７→磁気空隙Ｇ２−プラン
ジャ１２（磁束授受部２３）という経路の磁気回路を流
れる。この磁束φは磁気空隙Ｇ１における流れがプラン
ジャ１２の軸線方向、つまり変位方向であるからプラン
ジャ１２を変位させるのに有効に作用し、一方磁気空隙
Ｇ２における流れがプランジャ１２の軸線方向に直交方
向であるから磁気空隙Ｇ１における作用を妨害せず、結
局その電磁吸引力特性が第９図のライン！４となり、そ
の電磁力が復帰ばね１８のばね力に勝ち、プランジャ１
２は矢符Ｗ方向へ変位し始める。

プランジャ１２が矢符Ｗ方向へ変位するにつれ磁気空隙
Ｇ１が小さくなり、変位途中において電磁吸引力がピー
ク値Ｐ３に達する。この間磁気空隙Ｇ２における磁束φ
の流れは依然としてプランジャ１２の軸線方向に直交方
向である。しかし電磁吸引力のピーク値Ｐ３を越える時
点では、プランジャ１２の一端（磁束授受部２３の右繕
）が第２コーク１７の板面と面一あるいはさらに活字駆
動部２２側へ変位し、従って磁気空隙Ｇ２における磁束
φの流れはプランジャ１２の軸線方向に傾斜あるいは平
行となり、それまでの変位方向とは逆方向の吸引力が作
用することとなって電磁吸弓」力は急速に低下する。も
っともそれまでの運動エネルギー（第４図における斜線
で示す領域Ａ２）によってプランジャ１２は、変位完了
位！Ｉ！（作動位置）まで到達することができる。

第３図の状態は、プランジャ１２の一端が後部フレーム
１９の底部１９ｄから最も離反した作動位置にある状態
を示しており、活字駆動部２２の先端部２２ｃが活字を
激打している。また、この状態では磁気空隙Ｇ２での磁
束φの流れはプランジャ１２の軸線方向に平行となる成
分が増し、電磁吸引力はＰ４まで低下する。この状態に
なると同時にコイル１４の励磁が消滅せられ、プランジ
ャ１２は活字激打時の衝突反発力と復帰ばね１８のばね
力により矢符Ｗ方向と反対側、すなわち常規位置へ復帰
する。

なお、本発明のハンマーソレノイドは、活字駆動部２２
を非磁性材料にすることで、従来のもののより磁気効率
が改善されて動作の高速化あるいは低消費電力化が図れ
る。また、後部フレーム１９、すなわち常規位置規制手
段を第２ヨーク１７、すなわちヨーク１５に兼用させて
もよい。さらにまた、実施例ではヨーク１５を構成する
第１ヨーク１６をコ字状に、第２ヨーク１７を方形板状
にしたもので説明したが、第１ヨーク１６をプレス加工
（絞り加工）による有底円筒状に、第２ヨ゛　−り１７
を円板状ににしてもよく、要はこれらによって構成され
るヨーク１５がコイル１４の両端及び外周でしかもプラ
ンジャ１２の軸線の両側に断面コ字状の磁路を形成すれ
ばよい。

本発明のハンマーソレノイドはプランジャ型印字ヘッド
以外のソレノイドとしても応用可能である。

［発明の効果］ 本発明のハンマーソレノイドは上記した如く構成したも
のであるから、プランジャの活字駆動部がプレス加工で
製造でき、これと磁束授受部とをかしめることにより低
コストのプランジャが得られ、もってハンマーソレノイ
ドの製造コストの低減が図れる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第９図は本発明の一実施例を示すもので、第
１図は要部斜視図、第２図はプランジャが常規位置にあ
る状態を示す断面図、第３図は同じく作動位置にある状
態を示す断面図、第４図は分解斜視図、第５図はプラン
ジャが固着される前状態を示す斜視図、第６図はプラン
ジャの活字駆動部と磁束授受部が嵌入された状態を示す
斜視図、第７図はプランジャがかしめ治具に装着された
状態を示す斜視図、第８図は固着状態を示す斜視図、第
９図はプランジャの移動量に対する電磁吸引力及びばね
負荷特性図１．第１０図は一般的なハンマーソレノイド
の断面図である。 １１・−ハンマーソレノイド、１２−　プランジャ、１
３−・・コイル枠、１４−・コイル、１５−ヨーク、１
６−第１ヨーク、１７−第２ａ−り、１８−・−復帰ば
ね、１９−・−後部フレーム（常規位置規制手段）、２
ｍ−ガイドフレーム、２２−活字駆動部、２３−磁束授
受部。 特許出願人　　松下電工株式会社 代理人弁理士　　　　竹光　敏丸 （ほか２名） 第１図 第６図 第７図 第８図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）コイル枠の内周胴にて長手方向に変位自在に支持
   されるプランジャと、前記コイル枠に巻回されたコイル
   と、前記コイルの両端及び外周でしかも前記プランジャ
   の軸線の両側に断面コ字状の磁路を形成するヨークと、
   前記コイル及びヨークの電磁力により作動位置へ変位す
   る前記プランジャに対しこれに抗してばね付勢する復帰
   ばねと、前記ヨークの対向片の一方に設けられて前記プ
   ランジャの常規位置を規制する常規位置位置規制手段と
   よりなるハンマーソレノイドにおいて、前記プランジャ
   は、長手方向の一方側に位置する薄板状金属材料の活字
   駆動部と、他方側に位置しかつ前記ヨークの対向間隔に
   略等しい長さを有する磁性材料の磁束授受部とにより構
   成され、これらが一体的に固着されてなるハンマーソレ
   ノイド。
2. （２）前記プランジャは、前記磁束授受部の一方側端面
   に縦溝を形成し、該縦溝に前記活字駆動部を嵌入してか
   しめ又は鑞付け等により一体的に固着されてなる特許請
   求の範囲第（１）項記載のハンマーソレノイド。
3. （３）前記活字駆動部は、前記磁束授受部の縦溝に嵌入
   されたとき、一部が該縦溝に埋没する中空孔が形成され
   ている特許請求の範囲第（２）項記載のハンマーソレノ
   イド。