JPS6144664A - 印字ヘツドの電磁石装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明け、シリアルプリンタの印字ヘッド、特にディジ
ー型活字ホイールの活字を激打するブランジャ型印字ヘ
ッドに用いられる電磁石装置に関する。

背景技術 この種印字ヘッドの電磁石装置は％第５図に示されるも
のが一般的である。すなわち、印字ヘッドの電磁石装置
１け、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フィル枠５
と、コイル枠５に巻回さｎ、るフィル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部７１
１が前記中間段部２ａを吸引するＩｇｌのヨーク７と、
鍔付き有底円筒状に旋盤加工されてＩｇｌのヨーク７と
ともに磁気回路と電磁石装置１のハウジングとを構成す
る９Ｍ２のヨーク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九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。

この電磁石装置１における可動鉄心２の変位に伴う磁気
吸引力特性及びばね負荷特性は、笥６図の如きもので、
ライン１ｉｔ−を復帰ばね９のばね負荷特性、ライン１
２け感動励磁のときの可動鉄心２の吸引力特性をそれぞ
ｊ示している。フィル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）変位し、活字駆動部となる可動
鉄心２の先端部（軍５図の右万端部）が１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
前作によって印字＃Ｉｆ’Ｅｉが行わ力る。

さらにこの電磁石装ｆ１の＃Ｊ作状態をｇＪ６図に基づ
いて詳細に説明すると、コイル６が励磁されるとＩＣＩ
のヨーク７の内周段部７ａ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はね９のばね力に勝っ
て可動鉄心２け矢符Ｗ方向に変位し始める。可動鉄心２
が矢符Ｗ方向に変位するにつれて前記した内周段部７ａ
と中間段部２ａ間の空隙も小さくなり、変位途中におい
て吸引力がピーク値Ｐ１に達する。その後さらに可動鉄
心２が変位して第１のヨーク７と可動鉄心２間で授受さ
六る磁束が変位方向に対して直交するようになると、吸
引力は急速に低下することとなりばね負荷特性を示すラ
イン１１と点Ｐ　２１ｃおいテ交差しさらに低下してい
く。しかしながら、この交差点Ｐ２に達するまでの運動
エネルギー（ＩＪ：６図における斜線で示す領域Ａｌ　
）！どよって、可動鉄心２け復帰ばね９のばねカに抗し
て変位完了位置まで到達することが可能となる。変位完
了位置に達しｔ後に可動鉄心２け、復帰ばね９のばね力
により元の位置まで復帰する。

発明が解決しようとする問題点 と記先行技術では、可動鉄心２の変位方向に平行な磁束
、つまり磁気吸引力として有効に作用する磁束の授受を
行わしめる第１のヨーク７と可動鉄心２間の対向面積が
大きくできず、従って可動鉄心２の高速化（ピーク値Ｐ
１を大きくする）を図るには消費電力が増し、消費電力
を抑えれば（ビーク［、Ｐｌを小さくする）高速化が阻
害される等の問題点を有している。くわえて磁気吸引力
け。

可動鉄心２の一方向への変位にのみ利用されるものであ
った。

また１両ヨーク７．８は１円筒状であるため旋盤加工等
により製造せねば′ならず、従って製造コストの上昇を
来するものであった。

零発明け、上記事由に鑑みてなし念ものであって、その
目的とするところは、磁気効率を高め。

かつ磁気吸引力を有効に利用して低消費電力化。

ｖＪ作の高速化が達成でき、しかも製造コストの低減が
図れる印字ヘッドの電磁石装置を提供するにある。

問題点を解決する九めの手段 本発明けＴｌｌ長手方向に変位自在に配設さし、−万の
端面に吸引部と活字駆動部３他万の端面及びこの端面と
連なる外周胴に磁束授受部を設けた可動鉄心と、前記可
動鉄心の外周に巻回されたコイルと、断面形状がコ字状
に形成されその連結片に前記可動鉄心の吸引部外周胴が
挿通し得る挿通孔及び吸引部を設け、その側片が前記コ
イルの外周に位置する第１のヨークと、前記第１のヨー
クの側片端部に磁気結合され、かつ前記可動鉄心の外周
胴が挿通し得る挿通孔を設けた＠２のヨークと。

前記可動鉄心を前記第１ヨークの吸引部より離反するよ
うばね付勢する復帰ばねとを備え、前記可動鉄心ｉｊ、
前記コイルの励磁により前記第１ヨーク端面に吸引され
て変位し、その変位量が所定量に達した後において磁束
授受部に前記変位方向と逆方向の吸引力が作用せしめら
れる印字ヘッドの電磁石装置である。

また好しい実施態様としては、（２）前記可動鉄心の活
字駆動部は、非磁性材料にて前記可動鉄心に一体的に形
成されてなり、前記第１のヨークの連結片に取着された
ガイドフレームに支持されている特許請求の範囲第１項
記載の印字ヘッドの電磁石装置である。

また他の好しい実施態様としては、（３）前記可動鉄心
の前記第１のヨークからの離反位置を規制するよう前記
ｆＩＬ２のヨークの側面に設けられかつ。

前記可動鉄心の変位方向に弾性を有する非磁性材料Ｘり
なる後部フレームとでなることを特徴とする特許請求の
範囲第１項又は第２項記載の印字ヘッドの電磁石装置で
ある。

さらに他の好しい実施態様としては、（４）前記後部フ
レーム内に圧入さね、前記可動鉄心の重量と略同等の重
量を有する緩衝体を有することを特徴とする特許請求の
範囲＠３項記載の印字ヘッドの電磁石装置である。

作用 本発明に従えば、可動鉄心はコイルの励磁によりｇＡ１
ヨーク端面に吸引さねて変位し、その変位量が所定量に
達した後において磁束授受部に前記変位方向と逆方向の
吸引力が作用せしめらｈる。

実施例 以下本発明の一実施例を１８１図乃至ｓ４図に基づいて
説明する。

この印字ヘッドの電磁石装置１１け、基本構成要素とし
て長手方向に変位自在な可動鉄心１２と可動鉄心１２の
外周に巻回さｈたコイル１５と。

第１のヨーク１６と、第１のヨーク１６にａ気結合さね
、かつ可動鉄心１２の外周側か挿通し得る挿通孔を設け
たｆｓ２のヨーク１７と、可動鉄心１２を復帰させる復
帰ばね１８とを含む。

可動鉄心１２け、磁性材料２りなり、吸引部２１の端面
に結合された活字駆動部２２と、他方の端面１２ｂ及び
端部１２ｂと連なる外周側１２ａに磁束授受部２３を設
けである。なお、活字駆動部２２け、可動鉄心１２と一
体的に設けてもよＡが、実施例ではプラスチックにて形
成された別部材としである。コイル１５け、可動鉄心１
２の長さよりやや長めの円筒部５１ａとフランジ部５１
ｂ、５１ｃからなるコイル枠５１に巻回される。

フィル枠５１け、その円筒部内周胴５１ｄが可動鉄心１
２の外周側１２ａより若干大径にしてあり。

従って可動鉄心１２を長手方向に変位自在に配設してい
るのである。５１ｅはコイル枠５１の位酋決めのため７
ランジ部５１ｂに突設した突起である。

第１のヨーク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１
６ｂにてコ字状に形成され、連結片１６ｂには可動鉄心
１２が挿通可能な挿通孔１６ｄを有している。この挿通
孔１６ｄの周面は可動鉄心１２の吸引部２１と臼気空１
１ｔＧｌを介して対峙している。第１ヨーク１６はその
両脚片１６ａがフィル１５を被うようにしてフィル１５
の外周に位置する。

第、２のヨーク１７け、磁性板材料よりなり、方形板状
に形成されコイル枠５１の固定を兼ねて笥１のヨーク１
６の両脚片端部１６ｃに磁気結きされ、かつ中央には可
動鉄心１２の外周側１２ｅが挿通し得る挿通孔１７ａを
設けである。具体的にはコイル枠円筒部５１ａの延長部
５１ｆも挿通孔１７ａを挿通しており、従ってこの挿通
孔］’７ａ端面ば８通常円筒部５１ａの延長部５１ｆを
含む磁気空陳Ｇ２を介して可動鉄心１２の外周側１２ａ
に対面している。

１６ｅけ突起５１ｅの嵌合孔、１６ｆけねじ孔でそれぞ
れ連結片１６ｂに穿設さね、る。１６ｇは両脚片端部１
６ｃに形成した第２のヨーク１７の結合用凹部、１７ｄ
けその端部に形成した結き用突部である。

２４けプラスチックのような非磁性材料よりなる後部フ
レームで、有底円筒体２４ａの開口縁から方形フランジ
部２４ｂを延設し、さらにその両娼に断面り字状の係止
部２４ｃが形成されている。

この係止部２４ｃけ１ｇ２のヨーク１７の端部に係止さ
れるもので、それによりコイル枠円筒部５１ａの延長部
５］ｆが有底円筒体２４ａに嵌入される。２４ｄけ高速
＃ｊＪ作用の通気孔で有底円筒体２４ａの底部２４ｅに
穿設さねる。

しかして、可動鉄心１２（吸引部２１）−磁気空隙Ｇ　
１　→９ｉｒ、１（７）：＋−り１６−第２０）ヨーク
１７−８気空隙Ｇ２−可動鉄心１２（磁束授受部２３）
という経路で磁気回路が形成できる。

２５けプラスチックのＸうな非磁性材料よりなるガイド
フレームで、開口縁に鍔部２５ａを有するコンブ状に形
成さガ、かつその底部２５ｂに活字駆動部２２の先端部
２２ａが挿通する長方形の挿通孔２５ｃが形成さ名る。

２５ｄばｆｉｌのヨーク１６のねじ孔１６ｆに対応する
取着孔、２５ｅけ嵌き孔１６ｅに対応しこれを貫通して
きたコイル枠５１の突起５１ｅの嵌合孔でそれぞね、鍔
部２５ａに穿設される。２５ｆは長方形の挿通孔２５Ｃ
と交差するよう底部２５ｂに形成される高速動作用の通
気孔である。

前記した活字駆動部２２１ｄ、先端部２２ａが薄平板状
に基端部２２ｂが円柱状にそして中間部２２ｃが大径円
板状に形成される。この先端部２２ａ＃−ｔ、ディジー
型活字ホイールの小型化に対応するためなるべく薄くす
るのが望ましい。

しかして、活字駆動部２２＃″を可動鉄心１２に一体的
に成型され、中間部２２ｃにコイル状の復帰はね１８を
載量して先端部２２ａがガイ・ドフレーム２５の挿通孔
２５ｃに挿通せしめるようガイドフレーム２５をねじ２
６でもって第１のヨーク１６の連結片１６ｂに取着する
。従って、復帰ばね１８が活字駆動部２２とガイドフレ
ーム２５の底部２５ｂ間に圧縮弾装さね、るので、復帰
はね１８は可動鉄心１２を復帰させるようばね付勢する
のである。２７け可動鉄心１２の緩衝部材である。

後部フレーム２４のフランジ部２４ｂにけ通気孔２４ｄ
と同軸でかつ外周に沿って貫通孔２４ｇが形成されて論
る。このように貫通孔２４ｇを形成することによって、
フランジ部２４ｂの残余の部分２４ｆが可動鉄心１２の
変位方向に弾性をもち、可動鉄心１２の復帰時のエネル
ギが吸収される。そのため、従来から高速化を図ること
によって可動鉄心１２の復帰時のエネルギが大となって
後部フレームに衝突する際に２次バウンドが発生し逆に
高速化が阻害され、るという問題を解消することが可能
となる。換言すれば、可動鉄心１２の２次バウンバを可
及的に低減することがでキ、シかも高速化をも図ること
が可能となる。

なお、緩衝部材２７け可動鉄心１２の復帰時の衝撃を緩
衝するが、この場滑の衝撃力は緩衝部材２７を介して後
部フレーム２４の底部２４ｅにも加わる。その際に後部
フレーム２４の方形７ランジ部２４ｂも貫通孔２４ｇを
有しているため弾性を有するので１両部材２４．２７の
作用とあいまってより良好な緩衝効果が得られる。

２８け緩衝用Ｏリングであり、２９けエネルギ吸収用の
緩衝質量体である。この緩衝質量体２９け中空円筒状で
あって、たとえば黄銅などの非磁性材料から成り、可動
鉄心１２の質量とほぼ同等の質量を有している。この緩
衝体２９け有底円筒体２４ａ内に圧入されており、しか
もコイル枠の延設円筒部５１ｆとけ若干の隙間が確保ざ
ハてＡる。そのため、可動鉄心１２の復帰時のエネルギ
を吸収することができる。また印字時間調節の為に、可
動鉄心１２の重量が変更された場合でも。

緩衝体２９の重量を任意にかつ簡単に変更することが可
能である。それ故可助鉄心１２の２次バウンドを効率よ
く低減することが可能となる。

＃　作 ＠４図は、ｌ！磁石装置１１における可動鉄心１２の変
位に伴う磁気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１
４け感動励磁のときの可動鉄心１２の吸引力特性であり
、コイル１５にパルス電圧が印加されると可動鉄心１２
が矢符Ｗ方向へ変位し、可動鉄心１２の活字駆動部２２
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ｍ作によって
印字動作が行われる。

ざらにこの電磁石装置】１の動作を詳細に説明すると、
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、可動鉄心１２け復帰ばね１８のばね力のみの影響
を受けて有底円筒部２４ａに近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ｙが可動鉄心１２−磁気空１１ｉＧ１−第１のヨー
ク１６−Ｉｎ２のヨーク１７→磁気空１１Ｇ２→可仙鉄
心１２（磁束授受部２゛３の外周層１２ｅ）という経路
の磁気回路を流れる。磁束０け磁気空隙Ｇ１における流
れが可動鉄心１２の軸線方向、つまり変位方向であるか
ら、第１のヨーク１６の吸引部１６ａが可動鉄心１２を
吸引する磁気吸引力として作用し、−万磁気空隙Ｇ２に
おける流れ（可動鉄心１２の外周層１２ａとｇｉ２のヨ
ーク１７の挿通孔１７ａ端面とがオーバーランプしてい
る部分）が可動鉄心１２の軸線方向に直交方向であるか
ら、ヨーク１７が可動鉄心１２を吸引する磁気吸引力と
して＃−を作用しない。この吸引力特性がライン１４で
あって復帰ばね１８のばね力に勝るので、可動鉄心１２
け矢符Ｗ方向へ変位し始める。

可動鉄心１２が矢符Ｗ方向に変位するにつｊて磁気空隙
Ｇ１が小さくなり、変位途中において吸引力がピーク値
Ｐ３に達する。この間磁気空隙Ｇ２において磁束グの授
受が行われる前記したオーバーラツプ量は変わらず、依
然として磁束グの殆どは可動鉄心１２の軸線方向に直交
方向である。

しかし、吸引力のピークｆｆ１Ｐ３を越える時点からオ
ーバーランプ量の減少により、磁束グの授受は可動鉄心
１２の端面１２ｂと第２のヨーク１７の挿通孔１７ａ端
面間でも行われるようになる。その際の磁束の流れけ可
動鉄心１２の軸線方向に傾斜するので、変位方向と逆方
向の吸引力が作用することとなって吸引力は急速に低下
する。もつともそれまでの運動エネルギー（＠４図にお
ける糸［線で示す領域Ａ２）にＸつて、可動鉄心１２け
復帰ばね１８のばね力に抗して変位完了位置まで到達す
ることが可能である。

第３図の状態は可動鉄心１２の変位量が最大になった状
態で、オーバーラツプ量が無くなり可動鉄心１２の端面
１２ｂと第２のヨーク１７間の間隙量がｄとなって殆ど
の磁束グは可動鉄心１２の軸線方向に傾斜して変位方向
と逆方向の吸引力が大きくなり、吸引力けＰ４まで低下
する。

このように吸引力がビーク［Ｐ３を越えた後急速に低下
することけ、可動鉄心１２の復帰動作を高速化するのに
好適であって、可動鉄心１２の変位量が最大になった状
態の間隙ｔｄを適宜選択することにより所望の動作特性
が得られる。

可動鉄心１２が固定鉄心１３に吸引されて変位し、その
変位量が所定量に達した後において磁束授受部２３に前
記変位方向と逆方向の吸引力が作用せしめらねるので、
磁気吸引力は可動鉄心１２の復帰ｖ１作にも寄与させら
ねて有効に利用できる。

また、製造面において複雑な形状を必要とする活字駆動
部２２をプラスチック成型加工にすることでコスト低減
が電力る。

また１両ヨーク１６．１７は、磁性板材料にで形成され
るものであるから、従来のもののように旋盤加工等によ
る製造を必要とせず、簡単なプレス加工にて製造できコ
スト低減が図れる。実施例では、第１のヨーク１６をコ
字状に、第２のヨーク１７を方形板状にしたもので説明
したが、第１のヨーク１６をプレス加工（絞り加工）に
ょる有底円筒状に、′＠２のヨーク】７を円板状にして
も：ぐ、要は軍１のヨーク１６の断面形状がコ字状であ
ればよいのである。

本発明に係る印字ヘッドの電磁石装！げ、低消費電力で
高速ｆＩＪＪ作が要求されるソレノイドとしても応用可
能である。

また本実施例では１貫通孔２４ｇが形成さカた後部フレ
ーム２４が用いらｆ′１．さらに緩衝体２９を後部フレ
ーム２４の有底円筒体２４ａ内に圧入するようにしたの
で、可動鉄心１２の高速化にともなう２次バウンドの発
生を可及的に低減することが可能となる。

発明の効果 本発明の印字ヘッドの電磁石装置は上記した如く構成し
たものであるから、磁気効率を高め、かつ磁気吸引力を
有効に利用して低消費電力化、＃作の高速化が達成でき
、しかも製造コストの低減が図ね、る効果を奏するもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至箪４図は本発明の一実施例を示すもので１軍
１図は断面図、第２図は分解斜視図、第３図は可動鉄心
の変位量が最大になった状態を示す断面図、第４図は磁
気吸引力及びばね負荷特性図、第５図は印字ヘッドの電
磁石装置における一般例を示す断面図、第６図はその磁
気吸引力及びばね負荷特性図である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）長手方向に変位自在に配設され、一方の端面に吸
   引部と活字駆動部、他方の端面及びこの端面と連なる外
   周胴に磁束授受部を設けた可動鉄心と、前記可動鉄心の
   外周に巻回されたコイルと、断面形状がコ字状に形成さ
   れその連結片に前記可動鉄心の吸引部外周胴が挿通し得
   る挿通孔及び吸引部を設け、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のヨークの側片端
   部に磁気結合され、かつ前記可動鉄心の外周胴が挿通し
   得る挿通孔を設けた第２のヨークと、前記可動鉄心を前
   記第１ヨークの吸引部より離反するようばね付勢する復
   帰ばねとを備え、前記可動鉄心は、前記コイルの励磁に
   より前記第１ヨーク端面に吸引されて変位し、その変位
   量が所定量に達した後において磁束授受部に前記変位方
   向と逆方向の吸引力が作用せしめられることを特徴とす
   る印字ヘッドの電磁石装置。
2. （２）前記可動鉄心の活字駆動部は、非磁性材料にて前
   記可動鉄心に一体的に形成されてなり、前記第１のヨー
   クの連結片に取着されたガイドフレームに支持されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の印字ヘ
   ッドの電磁石装置。
3. （３）前記可動鉄心の前記第１のヨークからの離反位置
   を規制するよう前記第２のヨークの側面に設けられ、か
   つ前記可動鉄心の変位方向に弾性を有する非磁性材料よ
   りなる後部フレームとでなることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項又は第２項記載の印字ヘッドの電磁石装置
   。
4. （４）前記後部フレーム内に圧入され、前記可動鉄心の
   重量と略同等の重量を有する緩衝体を有することを特徴
   とする特許請求の範囲第３項記載の印字ヘッドの電磁石
   装置。