JPS61163881A - 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、特にデイジー型活字ホ
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］ プランジャ型印字ヘッドに用いられるハンマーソレノイ
ドは、印字高速化の要求から電磁力及びばね力を受けて
移動するプランジャ動作の高速化を図る必要がある。し
かしながら、プランジャ動作の高速化のみ追求した場合
、プランジャのエネルギーが太き（なり、プランジャを
常規位置に停止させる際に２次バウンドが発生し、二度
印字や誤印字を招来することとなる。

ところで、この棟のハンマーソレノイドハ、第４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
１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における可動鉄心２の時間経
過に対する変位状態は、第５図の如きもので、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４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。

さらにこのハンマーソレノイド１の動作状態を詳細に説
明する。コイル６が励磁されると第１ヨーク７の段部７
ａが可動鉄心２の中間段部２ａを吸引するところの吸引
力が復帰ばね９のばね力に勝ち、可動鉄心２は２１点（
常規位置）から２２点（作動位置）に向かって（矢符Ｗ
方向〉変位し始める。可動鉄心２は２２点においてディ
ジーホイールの活字を激打（印字）した後、既にコイル
６は消磁されているため激打時の衝突反発力及び復帰ば
ね９のばね力により、今度は２３点（常規位置）に向か
う復帰動作に入る。２３点に達した時可動鉄心２は運動
エネルギーを有しているため、衝突反発力を受けてＰ４
点迄バウンドする。これを２次バウンドと称する。ｘｌ
は２次バウンド高さである。

このハンマーソレノイド１にあっては、可動鉄心２の復
帰動作時の運動エネルギーを完全に吸収する手段がとら
れていないため、２次バウンドが１〜１　、５ｍｍ程度
発生する。ディジーホイールを激打スるプランジャ型印
字ヘッドでは、この２次バウンドが０．５１を越えると
、ディジーホイールとハンマー（活字駆動部）が接触す
るので、その間ディジーホイールが回転できず、従って
次の印字動作に入れず、印字高速化を阻害しているので
ある。

［発明の目的コ 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、プランジャの動作を良好にし、し
かもプランジャ動作の高速化が図れ、もって印字高速化
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、長手方向の一方側
に活字駆動部、他方側に磁束授受部を有するプランジャ
と、前記コイル枠に巻回されたコイルと、断面がコ字状
に形成されその連結片に前記プランジャが挿通し得る挿
通孔を有しその側片が前記コイルの外周に位置する第１
ヨークと、前記第１ヨークの側片端部に磁気結合され前
記プランジ中が挿通し得る挿通孔を有した第２ヨークと
、前記コイル及び第１．第２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、前記第２ヨークの側面に設けられ
て前記プランジャの常現位置を規制する後部フレームと
、前記プランジャの端部と後部フレームの底部間に配設
した低反発性緩衝部材とよりなるもので、これによりプ
ランジャ動作の高速化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３図に基ずいて説
明する。

本発明のハンマーソレノイド１）は、基本構成要素とし
て長平方向に変位自在なプランジャ１２、コイル枠１４
、コイル枠１４の外周に巻回されたコイルＩ５、コ字状
をなし対向する両脚片（側片）がコイル１５の外周に位
置する第１ヨーク１６、第１：？−り１６に磁気結合さ
れかつプランジャ１２の他方側の外周用が欅通し得る挿
通孔を設けた第２ヨーク１７、プランジャ１２を復帰さ
せる復帰ばね１８、プランジャ１２の常規位置を規制す
る後部フレーム１９及びプランジャ１２の端部と後部フ
レーム１９の底部間に配設した低反発性の緩衝部材２０
とを含む。

プランジャ１２は、磁性材料よりなり、長平方向の一方
側に活字駆動部２２．他方側に磁束授受部２３を有する
。この活字駆動部２２は、プランジャ１２に一体的に設
けてもよいが、実施例では非磁性金属材料にて板状に形
成された別部材としてあり、従って磁束授受部２３のみ
磁性材料にて円柱状に形成しである。詳しくは、活字駆
動部２２は長平方向において幅が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
小幅に、さらに先端部２２ｃの端面に活字激打のためＶ
溝２２ｄ、板面の基端よりに固着用孔２２ｅがそれぞれ
形成しである。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２３ｂがそれぞれ形成しである。しかして
、これらが挿通・嵌入された後、かしめ等により一体化
される。

コイル１５は、プランジャ１２の磁束授受部２３と略同
じ長さの円筒部１４ａとフランジ部１４　　　　　　　
）ｂ、１４ｃからなるコイル枠１４に巻回される。

コイル枠１４は、その円筒部内周胴１４ｄ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を長平方向に変位可能に支
持しているのである。１４ｅはコイル枠１４の位置決め
のためフランジ部１４ｂに突設した突起である。

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１６
ｂにてコ字状に形成され、その両脚片１６ａがコイル１
５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
１４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１４の突出円
筒部１４ｆ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端面は突出円筒部１
４ｆを含む磁気空隙を介して磁束授受部２３に対面して
いる。１６ｄばプランジャ１２が挿通し得る挿通孔、１
’　６　ｅは突起１４ｅの嵌合孔、１６ｆはねじ孔でそ
れぞれ連結片１６ｂに穿設される。１６ｇは両脚片端部
１６ｃに形成した第２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は後部フレー
ム１９を固着するための突起である。

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１９（ｌはプランジャ１２の
常規位置を規制し、その中央に通気孔１９ｅが形成しで
ある。ここでＢ［なことは、後部フレーム１９の重量を
プランジャ１２の重量と略同等、又はそれ以上にするこ
とである。この後部フレーム１９の重量と緩衝部材２０
の緩衝作用の相乗効果により、プランジャ１２の復帰時
のエネルギーが吸収され、１ランジヤ１２の２次バウン
ドを大幅に低減するのである。

緩衝部材２０は、例えばブチルゴムのような低反発性（
高粘性）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２
０ａ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のねし孔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１４の突起１４６の嵌合凹部２１ｅはそれぞ
れ方形フランジ部２１ａに設けられる。２Ｌｆ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
１４の円筒部内周胴１４ｄ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
２１Ｇ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ヨーク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、プランジャ１２（磁束授受部２３）−磁気空隙一
第１ヨーク１６−第２ヨーク１７−磁気空隙−プランジ
ャ１２（磁束授受部２３）という経路で磁気回路が形成
できる。

（動作） 第１図の状態は、コイル１５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１
９ｄ　（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１５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−第１ヨ
ーク１６−第２ヨーク１７−磁気空隙−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、その
電磁力が復帰ばね１８のばね力に勝ち、プランジャ１２
は矢符Ｗ方向へ変位し始める。

第２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、この状態に至る直前にコイル１５
の励磁は消滅せしめられており、プランジャ１２を矢符
Ｗ方向へ変位させる電磁力も既に無いので、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。

プランジャ１２の常規位置への復帰動作において、その
運動エネルギーをいかに適切に吸収するかが２次バウン
ドに大きく影響する。我々は、後部フレーム１９の重量
、緩衝部材２０の材質及び後部フレーム１９の固着状態
の各組合せについて、その２次バウンドがどのようにな
るかを実験し、次のような結果を得た。

（Ｉ）後部フレーム１９の重量を３〜４ｇ（プランジャ
１２の重量と略同等）の場合 （ｎ）後部フレーム１９の重量を６〜８ｇ（プランジャ
１２の重量より以上）の場合 この実験結果より、プランジャ１２の２次バウンドを低
減するには、次のような条件が必要であることが判明し
た。

■　緩衝部材２０は、ブチルゴムのような低反発性を有
するゴムを用いる。

■　後部フレーム１９の重量は、プランジャ１２と略同
等又はそれ以上とする。

■　後部フレーム１９は、第２ヨーク１７に完全固着す
る。

従って、上述の条件■■■をすべて満たすならば、プラ
ンジャ１２の２次バウンドは、極めて大幅に低減できる
。

なお、緩衝部材２０として用いる低反発性ゴムは、高温
雰囲気中で長時間使用すると粘着性を呈することがあり
、その場合プランジャ１２の動作不良を惹起する。かか
る恐れがあるときは、プランジャ１２の緩衝部材２０と
の当接面に弗素系固体潤滑被膜のような粘着防止用被膜
を形成させたり、緩衝部材２０のプランジャ１２との当
接面に粘着防止用のプラスチックフィルムを貼着するの
が望ましい。

また、このハンマーソレノイドは、プランジャ型印字ヘ
ッド以外の高速動作が要求されるあらゆるソレノイドに
使用できる。

［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２次バウン、や大幅、イ、
減ｒａａｏ”ｃ、７・う、ツヤ。動作を　　　　　　）
良好にし、しかもプランジャ動作の高速化が図れ、もっ
て印字動作の高速化が図れる効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の一実施例を示すもので、第
１図はプランジャが常規位置にある状態を示す断面図、
第２図は同じく作動位置にある状態を示す断面図、第３
図は分解斜視図、第４図は一般的なハンマーソレノイド
の断面図、第５図はそのプランジャ変位状態を説明する
特性図である１）−・−ハンマーソレノイド、１２−プ
ランジャ、１４−・・コイル枠、１５−コイル、１６・
−第１ヨーク、１７・−第２ヨーク、１８−復帰ばね、
１９−・−後部フレーム、２〇−緩衝部材、２１・−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　散光 （ほか２名）

Claims (6)

【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、長手方向の一方側に活字駆動部、他方側に磁束授
   受部を有するプランジャと、前記コイル枠に巻回された
   コイルと、断面がコ字状に形成されその連結片に前記プ
   ランジャが挿通し得る挿通孔を有しその側片が前記コイ
   ルの外周に位置する第１ヨークと、前記第１ヨークの側
   片端部に磁気結合され前記プランジャが挿通し得る挿通
   孔を有した第２ヨークと、前記コイル及び第１、第２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、前記第２
   ヨークの側面に設けられて前記プランジャの常規位置を
   規制する後部フレームと、前記プランジャの端部と後部
   フレームの底部間に配設した低反発性緩衝部材とよりな
   るハンマーソレノイド。
2. （２）前記低反発性緩衝部材は、ブチルゴムである特許
   請求の範囲第（１）項記載のハンマーソレノイド。
3. （３）前記後部フレームは、前記プランジャと略同等、
   又はそれ以上の重量を有する特許請求の範囲第（１）又
   は第（２）項記載のハンマーソレノイド。
4. （４）前記後部フレームは、かしめ又は溶着にて前記第
   ２ヨークに固着されている特許請求の範囲第（１）乃至
   第（３）項記載のハンマーソレノイド。
5. （５）前記プランジャは、前記低反発性緩衝部材との当
   接面に粘着防止用被膜が形成されている特許請求の範囲
   第（１）乃至第（４）項記載のハンマーソレノイド。
6. （６）前記低反発性緩衝部材は、前記プランジャとの当
   接面に粘着防止用のプラスチックフィルムが貼着されて
   いる特許請求の範囲第（１）乃至第（５）項記載のハン
   マーソレノイド。