JPS63211604A - ヨ−ク部品 - 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〕 本発明はドツトプリンターヘッドに用いられる軟磁性部
品、特にそのヨークに好適であり、またヨークと磁気回
路を構成する関連部品に関するものである。

〔従来の技術〕

ドツトプリンター印字ヘッドのヨーク材としては、製造
が容易であることと磁気特性が総合的にバランスがとれ
ていることから、２〜６％５ｉｆ１が広く使われている
。ピン数が９ビン程度の小ピン数のヨークは、圧延鋼板
から打ち抜きしたものと、一部機械加工された部品を組
み立てて製造される場合もあるが、最近ではロストワッ
クス精密鋳造法で製造されるのが一般化しており、特に
１８ピン以上の多ピンヨークはそのほとんどがロストワ
ックス精密鋳造法により製造されている。

近年のプリンターは、より高速化と小型化の方向にあり
、プリンターヘッド構成部品としてのヨークにもこれに
対応した性能が要求されてきた。

即ち、ヨークの小型化と吸引力の増大を図らなければな
らないが、この２つの要求は、小型化すれば断面積が減
少し、吸引力が低下するという相反する性格がある。従
って両方の要求を満すには現在一般的に使用されている
２〜６％ｓｉａより更に高磁束密度特性を有する軟磁性
材料が不可欠となる。

Ｆｅ　−Ｃｏ合金（Ｃｏ４５〜５３ｗｔ％）は軟磁性材
料のなかでも最高の飽和磁束密度を有する。なかで゛も
４９％Ｃｏ−２％Ｖ合金はパーメングーの名で知られ、
高い飽和磁束密度と良好な透磁率を示すことから従来は
小型トランスとか受話器の振動板に使用されていたが、
上記要求に沿った軟磁性材料としてヨーク及びヨーク部
品に適用されるようになってきた。

バーメングーは飽和磁束密度（Ｂｓ）が約２４，０００
Ｇと従来のヨーク材料として使われていたＳｉ鋼の代表
である３％５ｉ−Ｐｅの約１６，０ＯＯＧに比べ特性が
大幅に高く小型化が可能であるが、製造上の問題点を有
し、価格的に非常に高価なものとなっていた。即ち靭性
が低く割れ易いことと、被削性が悪く工具寿命を極端に
低下させる欠点を有する。靭性についてはＶ量の調整と
微量添加元素、および熱処理の工夫によりかなり改善さ
れるに至っているが、被削性については依然として改善
が図られておらず、大きな工数を要しながら加工されて
いる。

一般にヨークは、ピン頭部の旋削と平面研磨以外に数箇
所の旋削、研削、フライス加工、及びドリル加工を必要
とするが、バーメングーの場合特に旋削とドリル加工が
困難で、従来のＳｉ鋼に比べ数倍から１０数倍の加工工
数を要するとともに、工具寿命は逆に数分の１以下とな
っている。更には構成刃先脱落に伴う製品の欠損頻度も
高く、製品加工歩留が低率に留り、コスト上昇の要因と
なヮていた。このように従来のヨークはバーメングー合
金を適用することにより小型化は可能となるが、鋳造以
降の機械加工に問題があり、コスト面から一部の高級プ
リンターに限定してしか使うことができないという難点
を有していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、前記バーメングー材の優れた磁気特性
を低価格である普及型ドツトプリンターに適用するため
、コストを上昇させる最大の要因となっている機械加工
に関し、その被削性を改善することにより加工コストを
下げ、安価なヨーク、およびヨーク部品を提供すること
にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者等はかかる問題点を解決すべくバーメングー合
金に種々の合金添加を試みた結果、ｐｂ。

Ｂｉ＋　Ｔｅ、　Ｓｅ、　　Ｐ　＊　　Ｓが以下に示す
範囲内で有効であることを見い出し本発明に至ったもの
であり、具体的には、Ｓｉ０．８％以下、Ｍｎ０．５％
以下、およびＰｂ０．０３〜０．０７％、　Ｂｉ０．０
１〜０．４％、　Ｔｅ０．０１〜０．３５％、　Ｓｅ０
．０１〜０．３５％、Ｓ０．０３〜０．５％、Ｐ０．０
３〜０．３５％のうち１種または２種以上（ただしＳと
Ｐを同時に含む場合はＳ＋ＰＯ０５％以下）、残部Ｆｅ
および不可避不純物からなるヨーク部品である。

〔作　用〕

本発明における合金成分の限定理由およびその効果につ
いて具体的に説明する。

Ｆｅ−Ｃｏ合金において飽和磁束密度と透磁率は５０％
Ｃｏ近傍で最大値を示す。Ｃｏを４５〜５３％に限定し
たのは４５％未満、及び５３％を越えるとこの系の合金
の特長である高磁束密度と良好な透磁率を得ることがで
きないためである。

■はこの系の合金の靭性を改善すると共に少量の添加で
固有抵抗を増大させ、ドツトプリンター高速化に伴って
問題となる渦流損による発熱を低減させる効果を有する
が２．５％を越えて添加すると飽和磁束密度が減少し、
同時に透磁率と保磁力が悪化し、軟磁性を損うので２．
５％を上限とした。

またＶは２５％以内であれば添加した方が高靭性を有す
るので、ヨーク部品の製造には適するが添加しなくても
本発明の目的は達成することができる。

Ｓｉとｉｎは無添加でもよいが、特に鋳造にてヨーク部
品を製造する場合は脱酸効果と鋳造性改善の観点から少
量の添加が好ましく、その場合、軟磁性に悪影響をおよ
ぼさないＳｉ：０．８％、Ｍｎ：０．５％を上限値とし
た。

Ｐｂ、　Ｂｉ、　ＴｅおよびＳｅの４元素はそれぞれ下
限値０．０３％、０．０１％、０．０１％および０．０
１％以上で本発明の目的とする被削性改善に寄与する。

これらの４元素は合金中にほとんど固溶せず、丸味をお
びた微細介在物の形態で均一に分布しており、この部分
の弾性限がマトリックスに比べ著しく低く、加工等の外
力が加わった場合に介在物の周囲に局部的な応力集中が
起る。この加工工具と接触する微小部分の応力集中によ
り、切り屑の破砕性が向上するとともに切削抵抗が減少
し、いわゆる被削性が良好となる。また、これら４元素
の介在物はマトリックス部に比べ低融点で、かつ潤滑物
質であるので切削時の抵抗熱により工具との接触面に滲
み出て摩擦を減する作用があり、前述の応力集中効果と
の相乗効果により、従来材に比べ大幅な被削性の改善が
可能となる。各元素とも下限値未満では被削性改善効果
が不足し、また添加量が多くなるにつれて被削性は改善
できるが、ある一定量以上では添加量を増しても被削性
はそれほど向上せず、逆に上限値Ｐｂ０．７％、Ｂｉ０
．４％。

Ｔｅ０．３５％およびＳｅ０．３５％を越えると介在物
の形態を微細で、かつ一様に分布させることが困難とな
り、そのため靭性と軟磁性が劣化する。更に、これらの
合金はいずれも合金添加歩留が悪く、特に上限値を越え
る量の場合は、量産的手法での添加が困難となり実用的
でない。

ＳとＰの２元素はｐｂ等と同じ（その大半は介在物の形
態で合金中に存在し、少量の添加で被削性を改善するが
、前記ｐｂ等の４元素のような分布形態をとらず、結晶
粒界に網状に析出傾向があり、そのため添加量を増すに
つれて靭性が悪化するとともに軟磁性も劣化する。従っ
て大量の添加は好ましくなく、上限値はパーメンダーと
しての優位性が発揮できるａｓ　＝　２０．０００　Ｇ
に相当するＳ０．５％。

Ｐ　０．３５％とした。またそれぞれ０．０３％未満で
は被削性改善効果が不足することと、通常不純物の形で
僅かに鋼中に存在していることから下限値を０．０３％
とした。

Ｐｂ、　Ｂｉ、　Ｔｅ、　Ｓｅはそれぞれの上限値以内
であれば複合で添加しても軟磁性を劣化させることなく
被削性を改善できるが、Ｐ、！：Ｓは軟磁性を劣化させ
る度合が大きいので両成分を複合で添加する場合は合計
で０．５０％以下としなければならず、またＰとＳが合
計で０．５０−％以内であればこの２成分と規定内のＰ
ｂ、　Ｂｉ、　Ｔｅ、　Ｓｅはいくら複合で添加しても
よい。

〔実施例〕

以下本発明を実施例に基づき説明する。第１表に示す組
成の合金を小型高周波溶解炉で溶解したのち、図に示す
２４ピンドツトプリンター用ヨークと、φ４０×φ３０
Ｘ５ｔの磁性測定用リング試験片を、ロストワックス法
により製作した鋳型に鋳造した。

ヨークとリング試験片は８５０℃Ｘ３Ｈｒの水素焼鈍を
施し、それぞれ被削性試験と磁気特性測定に供した。被
削性試験は、図に示すヨークの上端面を旋盤加工するこ
とにより、バイトのｌコーナ−当りの加工可能ヨーク数
と、ヨークを１００個加工した場合ピンの折損数の合計
で比較評価した。

バイトチップにはサーメットを用い、切削条件は全供試
材とも、回転数：５００ｒｐｍ、送り：０．１■■／ｒ
ｅｖ、切りこみ深さ：　０．２　ｉｎに統一した。この
場合ヨーク上面の外周リング部は連続切削の条件となる
が、ピン頭部は断続切削となり、バイトチップ、製品と
もチッピングを起し易い条件となっている。

磁気特性は通常の自動磁束計で測定した。

これらの試験結果を第２表に示すが、第２表の試料隘は
第１表のそれに対応する。第２表より本発明材はこの系
の合金の特長である高磁束密度を維持しつつ、被削性は
３％Ｓｔ鋼に近い値まで改善されていることが分る。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明合金からなるトンドブリン
ター用ヨーク部品は、従来のバーメンダー材とほぼ同等
の優れた磁気特性を維持し、かつ被削性に優れているこ
とから、小型化品を低コストで量産することが可能とな
り、従来、一部の高機能機種に限られていたＦｅ−Ｃｏ
系合金材を、低価格、普及型プリンターにまで適用でき
るようにしたちのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は切削試験を行ったヨークの正面図および半断面
図である。 １；切削加工試験面、２；ピン。 １Δ 第１図 １：旋盤加工試験面 ２：　ピン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、重量％で、Ｃｏ４５〜５３％、Ｖ２．５％以下、Ｓ
   ｉ０．８％以下、Ｍｎ０．５％およびＰｂ０．０３〜０
   ．７％、Ｂｉ０．０１〜０．４％、Ｔｅ０．０１〜０．
   ３５％、Ｓｅ０．０１〜０．３５％、Ｓ０．０３〜０．
   ５％、Ｐ０．０３〜０．３５％のうち１種または２種以
   上（ただし、ＳとＰを同時に含む場合はＳ＋Ｐ０．５％
   以下）残部Ｆｅおよび不可避不純物からなるヨーク部品
   。 ２、重量％でＣｏ４５〜５３％、Ｓｉ０．８％以下、Ｍ
   ｎ０．５％およびＰｂ０．０３〜０．７％、Ｂｉ０．０
   １〜０．４％、Ｔｅ０．０１〜０．３５％、Ｓｅ０．０
   １〜０．３５％、Ｓ０．０３〜０．５％、Ｐ０．０３〜
   ０．３５％のうち１種または２種以上（ただし、ＳとＰ
   を同時に含む場合はＳ＋Ｐ０．５％以下）残部Ｆｅおよ
   び不可避不純物からなるヨーク部品。