JPS6299170A - 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へラド−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大きくなり、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、この種のハンマーソレノイドは、第７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コーク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１における可動鉄心２の時間経
過に対する変位状態は、第８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７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の動作状態ヲ詳細に説
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？レ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１〜１．５＋＋ｕｗ
程度発生する。ディジーホイールを激打するプランジャ
型印字ヘッドでは、この２次バウンドが０．５ｍ＋ａ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］ 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２次バウンドを低減
させることにより、その動作を良好でかつ高速化し、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
にて長平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
コークと、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
よりなり、常規位置を規制する前記プランジャと後部フ
レームの各当接部が凹凸関係をもつ円錐状をなし、常規
位置に至る直前に該当接部において摺動動作を行うよう
にし、これによりプランジャ動作を良好でかつ高速化し
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４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
て長手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１５、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ヨーク１６に磁気結合され
かつプランジャ１２の他方側の外周胴が挿通し得る挿通
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及び第２ヨークの側面に設けられて前記
プランジャ１２の常規位置を規制する後部フレーム１９
とを含む。

プランジャ１２は、磁性材料よりなり、長手方向の一方
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２２ｄ１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側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。さらに、
磁束授受部２３の活字駆動部２２とは反対側は、端部に
いくに従い細くなる円錐状をなしており、その表面が後
述する後部フレーム１９との当接面２３ｄとなる。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１４ｂ、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を長手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はプランジャ１２が挿通し得る挿通孔、１
６ｅ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
、円柱部１９ａの一方縁から方形鍔部１９ｂを延設した
形状に形成され、これに第２コーク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、かしめ等により第２ヨー
ク１７の外側面に固着される。また、円柱部１９ａの第
２ヨーク１７例の端面中央には、プランジャ１２の当接
部２３ｄと凹凸関係をもつ円錐状の当接部１９ｄが形成
され、これによりプランジャ１２の常規位置を規制する
。このような両当接部２３ｄ、１９ｄは、その形状によ
ってプランジャ１２が常規位置に至る直前に摺動動作を
行う。なお、後部フレーム１９の電量は、プランジャ１
２の２次バウンド低減に影響するので、プランジャ１２
の電量と略同等又はそれ以上にすることが望ましい。１
９ｅは通気孔である。

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１４の突起１４ｅ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。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
１４の円筒部内周１）［１４ｄに挿通し、磁束授受部２
３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２
４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２１の底部２１ｂ間に圧縮弾装されるので、プランジ
ャ１２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→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の当接部
２３ｄが後部フレーム１９の当接部１９ｄ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コ
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の当接部２３ｄが後部
フレーム１９の当接部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２２
ｃ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。この常規位
置に至る直前に両光接部２３ｄ、１９ｄは、それぞれの
軸心のずれ分だけ摺動する（第４図）。

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、本発明の特徴ある構成、
すなわちプランジャ１２と後部フレーム１９の両光接部
を円錐状にしたことにより、２次バウンドがどのような
値を示すかを後部フレーム１９の重量を替えながら実験
し、次のような結果を得た。

なお、後部フレームの重量Ａは、プランジャと略同等で
ある。

第５図は、本発明の第２の実施例で、非磁性材料製の円
錐状キャンプ３１をプランジャ１２の端部に取着して当
接部２３ｄを形成しである。プランジャ１２以外は先の
実施例と同様で、同一部材には同一符号が付しである。

このものも２次バウンドは、先の実施例と同様の結果が
得られた。

第６図は、本発明の第３の実施例で、第１の実施例とは
後部フレーム４１のみが異なる。すなわち、後部フレー
ム４１は、有底円筒状に形成され、その底部４１ａにプ
ランジャ１２の当接部２３ｄに対し凹凸関係をもって円
錐状をなしたプチルゴム製の低反発性緩衝部材４２を取
着して当接部としである。従って、その他の同一部材に
は同一符号が付しである。このものの２次バウンドは、
次のようになった。

この結果によれば、低反発性緩衝部材４２の影響が大き
いのであるが、そのうえに本発明の特徴ある構成によっ
て、２次バウンドが頗る低減されることが理解できる。

なお、プランジャと後部フレームの円錐形状の凹凸関係
は、これまで説明してきたものと逆の関係にしてもよい
。また、この発明は、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次バウンドを大幅に低
減できるので、プランジャの動作を良好でかつ高速化し
、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図は、本発明の一実施例を示す断面図で、プランジ
ャが常規位置にある状態、 第２図は、同じく作動位置にある状態、第３図は、その
分解斜視図、 第４図は、その作用を説明する要部断面図、第５図は、
本発明の第２の実施例を示す断面図、第６図は、本発明
の第３の実施例を示す断面図、第７図は、一般的なハン
マーソレノイドの断面図、第８図は、そのプランジャ変
位状態を説明する特性図。 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、１９ｄ・−後部フレームの当接部、２１−・ガ
イドフレーム、２２−・活字駆動部、２３・−磁束授受
部、２３ｄ−プランジャの当接部。 特許出願人　　松下電工株式会社 代理人弁理士　　　　竹元　敏九 （ほか２名）

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、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よりなり、常規位置を規制する
   前記プランジャと後部フレームの各当接部が凹凸関係を
   もつ円錐状をなし、常規位置に至る直前に該当接部にお
   いて摺動動作を行うハンマーソレノイド。
2. （２）前記プランジャの当接部は、円錐状キャップをプ
   ランジャの端部に取着して形成した特許請求の範囲第（
   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、有底円筒状に形成され、そ
   の底部に前記プランジャの当接部に対し凹凸関係をもつ
   円錐状をなす低反発性緩衝部材を取着して当接部とした
   特許請求の範囲第（１）項又は第（２）項記載のハンマ
   ーソレノイド。