KR100189304B1 - 와이어 임팩트식 도트 프린터용 인자헤드의 구성부품과 그 성형방법 - Google Patents

Abstract

부품수가 삭감되어 자기 효율이 뛰어난 임팩트 도트헤드의 자기 회로 구성 부품 및 그 성형 방법이다.

인자 헤드의 자기 회로 구성 부품(예를 들면, 코어블럭(11)을 구성하는 복수의 부재(베이스 프레임(2), 코어(5))중의 최소한 1개의 부재를 자성체의 금속 분말에 결합제를 가해서 혼련한 후, 사출 성형하여 탈결합제후에 다른 성형된 부재와 결합하여 제조한다.

Description

와이어 임팩트식 도트 프린터용 인자 헤드의 구성 부품과 그 성형 방법

와이어 임팩트식 도트 프린터용의 인자 헤드는 일반적으로 제8도에 도시한 바와 같이, 노즈 프레임(a)과, 그 배면에 고정된 코어 블럭(b)과, 코어 블럭(b)의 중심원 구멍에 설치한 스프링 홀더(c)와, 코어 블럭(b)위에 언쳐진 요크(d)와, 요크(d)위에 위치 결정 유지된 다수의 인자 레버(ℓ)와, 그위를 덮은 누름판(f)으로 구성되어 있다.

그런데, 이들의 각 구성부품중 예를들면 자기 회로를 구성하는 코어 블럭(b)은 연철로 형성되는 베이스 프레임(b₁)에 포화자속밀도가 큰 퍼멘쥴(Permendur) 등의 소재에 의해 형성한 다수의 코어(b₂)를 결합하는 구성 및, 인자 레버(ℓ)는 퍼멘쥴 등으로 형성되는 플런저(ℓ₁)에 레버(ℓ₂)와 받침핀(ℓ₃)을 결합하는 구성으로되어 있으나, 이들의 구성 부품을 결합 일체로 하려며는 상당한 공수(工數)가 걸린다는 점외에 특히 코어, 블럭(b)에서는 베이스 프레임과 코어를 어떻게 결합하여도 양자 사이에 약간의 틈이 생겨서 자기 손실이 생기고 또한, 인자 레버(ℓ)에서는 레버(ℓ₂)나 받침핀(ℓ₃)에 홈통(gutter)이 생기기 쉽고, 와이어의 거동이 불안정하거나 응답성에 악영향이 미치는 등의 단점이 생긴다.

(발명의 개시)

본 발명은 이와 같은 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 복수의 부재를 소결에 의해 일체화한 새로운 와이어 임팩트식 도트헤드 구성 부품을 제공함에 있으며, 또한 이를 위해, 복수의 부재를 용이하고 또한 확실하게 일체화 할 수 있는 새로운 헤드 구성 부품의 성형 방법을 제안하는데 있다.

즉, 본 발명은 이와 같은 과제를 달성하기 위한 와이어 임팩트식 도트 헤드 구성 부품으로써, 복수의 부재의 결합체로서 구성되는 구성 부품의 하나 이상의 부재를 금속 분말을 사용해서 성형하여 소결하는 과정에서, 미리 성형된 다른 부재와 결합 일체로 한것이며, 또한, 이와 같은 헤드 구성 부품의 성형 방법으로서, 구성 부품을 구성하는 하나 이상의 부재를 금속 분말을 사용해서 사출 성형법에 의해 성형한다음 소결하는 과정에서 미리 성형된 다른 부재를 결합하여 일체적으로 소결하도록 한 것이다.

따라서, 본 발명에 의하면, 인자 헤드용의 자기 회로 구성 부품을 구성하는 복수의 부재중 최소한 1개의 부재를 금속 분말을 사용해서 사출성형에 의해 성형하여 소결하는 과정에서, 이 부재를 미리 성형된 다른 부재와 결합시켜서 일체적으로 소결하도록 하였으므로, 결합 부분의 가공정도를 필요로 하지 않고 복수의 부재를 용이하게 결합 일체화 할 수 있어서, 조립의 공수 및 부품 점수의 대폭적인 삭감을 도모할 수 있으며, 부재간의 틈을 없애서 자기 손실이 거의 없는 자기 회로 구성 부품을 구성할 수 있다. 더욱이, 필요로 하는 부품에만 고가인 고투자율재료 등을 실시한 부품으로하여 성형할 수 있도록 했으므로 인자헤드를 보다 염가로 구성할 수 있다.

제1도 및 제2도는 자기 회로를 구성하는 코어 블럭(1)의 성형 방법을 도시한 것이다. 한편의 베이스 프레임(2)은 순철 Fe 혹은 3% 규소강 Fe - Si 등의 3 내지 25μm 지름의 자성체의 분말에, 유기질 결합체를 부피비로 5 내지 60% 가해 혼련한다. 이것을 사출 성형기에 의해 사출압 300 내지 3000 Kgf/cm²에서, 내저면에 중앙원구멍(3)과, 이것을 감싸도록 하는 다수의 코어 부착구멍(4)을 갖는 베이스 프레임 원형으로 하여 형성한다. 사출 성형에 있어서 필요로 하는 게이트를 핀게이트로 하므로서, 게이트 나머지를 적게할 수 있다. 또한, 사출 성형에 의해 형성된 베이스 프레임(2)은 결합제에 의해 결합되어 있는 것만으로 가공성이 풍부하기 때문에 용이하게 게이트 나머지를 제거할 수 있다. 또한 라이너는 분쇄하고 혼련하여 재차 사출성형에 사용할 수 있으므로 베이스 프레임(2)을 염가로 할 수 있다.

다음에 탈결합제 처리는 예를들면 50℃ 내지 200℃에서 1시간 내지 3시간 보존한후, 300℃ 내지 700℃에서 2시간 내지 60시간, 불활성 가스 혹은 진공중에서 행한다. 이에따라 유기물로 된 결합제는 베이스 프레임(2)으로부터 제거된다.

또한 다른편의 코어(5)는 포화 자속밀도가 큰 퍼멘쥴(Fe-Co-V합금) 혹은 투자율이 큰 3% 규소강 Fe-Si 혹은 니켈합금 Fe-Ni 의 분말을 상기한 바와 같이 결합제와 함께 혼련하여, 이것을 사출 성형에 의해 하면에 부착 볼록부(6)를 갖는 코어의 원래형상으로 형성하여 탈결합제 처리를 실시한다.

다음에, 코어 원형의 부착 볼록부(6)를 베이스 프레임 원형의 부착 구멍(4)에 끼워넣도록 하여 양자를 결합한다. 즉, 베이스 프레임 부착 구멍(4)의 형상을 직방체 형상으로하고 코어의 부착 볼록부(6)의 형상을 상기 직방체 형상과 거의 동일하게 하므로서, 베이스 프레임(2)과 코어(5)의 위치가 용이하게 결정되며, 또한 코어의 부착 볼록부(6)의 층부(6a)가 베이스 프레임의 저부(4a)에 맞대이게되므로 위치가 용이하게 결정된다.

또한, 제7도에 도시하는 바와 같은 치구(治具)를 사용하는 방법에 의해서도 좋다. 치구(17)에는 코어(5)에 대응한 형상의 홈부(17a)가 형성되어 있으며, 이 홈부(17a)에 코어(5)를 삽입한다. 코어(5)의 볼록부(6)의 층부(6a)가 치구의 상면(17b)보다 높아지도록 홈부(17a)의 깊이를 설정하고 있다. 치구(17)에 코어(5)를 설정하고 코어(5)의 부착 볼록부(6)를 원주형상으로하여 베이스 프레임(2)의 구멍(4)을 상기 볼록부(6)에 대응한 형상으로 하여, 구멍(4)에 볼록부(6)을 압입하므로서 양자가 결합된다. 이것을 진공중 혹은 불활성 가스의 분위기 중에 소결한다.

이와 같이 성형하면, 소결시에 베이스 프레임(2)과 코어(5)의 계면이 용착하여 베이스 프레임(2)과 코어(5)는 틈없이 일체적으로 결합되어서, 자기 손실이 거의 없는 코어 블록(1)이 얻어진다.

상기 방법에 의해 성형한 코어 블록과 접착제를 사용해서 코어를 접합한 종래의 코어 블럭을 사용해서 각각의 입력 에너지, 출력 에너지 및 에너지 효율(출력에너지/입력 에너지 x 100)을 실험에 의해 구한바, 다음과 같은 결과가 얻어졌다.

이에 의해, 본 발명 방법에 의해 성형한 코어 블록은 종래의 것에 비해서 자기 손실이 적어서 에너지 효율이 매우 약한 것이 판명되었다.

제3도 및 제4도는 인자 레버(7)의 성형 방법을 도시한 것으로, 레버편(9)은 순철 Fe 혹은 3% 규소강 Fe-Si 혹은 스테인레스 강 등의 고강도 재료의 판재에서 프레스 가공 등에 의해 미리 성형하고, 받침핀(10)은 탄소강등으로 형성되는 선재에서 절삭 가공등에 의해 미리 성형하여 둔다. 그래서 이들을, 퍼멘쥴 Fe-Co-V 등의 고포화 자속 밀도 혹은 고투자율 합금의 분말과 유기질 결합제를 혼련하여 성형 형에 의해 플런저 원형을 사출성형하는 과정에서 인써트법에 의해 플런저(8)의 원형과 함께 일체적으로 성형하고, 이어서 탈 결합제 처리를 실시하여, 이들을 진공중 혹은 불활성 가스의 분위기 중에서 소결한다.

또한, 별도의 방법으로서 퍼멘쥴 Fe-Co-V 등의 고포화 자속밀도 혹은 고투자율 합금의 분말과 결합제를 혼련하여, 사출 성형에 의해 플런저(8)를 형성함과 함께, 탈 결합제 처리를 한후, 상기 인자 레버편(9) 및 받침핀(10)을 결합하여 이것을 진공중 혹은 불활성 가스의 분위기 중에서 소결하여도 좋다.

이와 같이 성형 하므로서, 플런저(8) 부분에만 고가인 고투자율재료를 사용한 에너지 효율이 높은 인자 레버(7)를 얻을 수 있고, 레버편(9) 및 받침 핀(10)을 플런저(8)의 소정의 부분에 정확하고 간단하게 일체화 하여 그 작동의 안정화를 도모할 수 있다.

또한, 제5도 및 제6도는 요크(11)의 성형 방법을 도시한 것으로, 방사형상의 다수의 홈(13)과 받침핀 삽입 오목부(14)를 설치한 원판형 요크(12)와, 방사 형상의 다수의 홈(16)을 설치한 접시형 요크(15)를 각각 자성재로 한 순철 Fe, 규소강 Fe-Si 혹은 퍼멘쥴(Fe-Co-V 합금)의 분말과 결합제를 혼련한 원재에서 사출 성형법에 의해 성형한후 탈 결합제 처리를 실시한다. 다음에, 이들의 방사 형상 홈(13, 16)끼리를 합치 시키도록하여 양 요크(12, 15)의 원형을 중합하고, 이들을 진공중 혹은 불활성가스의 분위기 중에서 소결한다.

이와 같이 성형 하므로서, 이제까지 일체화 할 수 없었던 양요크(12, 15)는 단일의 요크(11)로서 일체적으로 성형된다. 이 요크(11)는 미분말을 결합제와 함께 사출 성형한 후 소결하기 위해 결합제가 존재한 부분에 미분말 보다 적은 빈구멍이 남게된다. 이 빈구멍에 윤활유가 함침되므로 자기 손실이 적고, 자기 윤활성을 갖는 다공성 요크로서 인자 레버 (7)를 원활하고 확실하게 작동 시킬수 있는 요크(11)로서 구성할 수 있다.

또한, 이상은 일반적인 흡인형 와이어 임팩트식의 도트 헤드에 적용하는 구성 부품을 예로해서 본 발명을 설명한 것이나, 본 발명은 이외에도 영구 자석을 사용한 저장 에너지식의 도트 헤드에 사용하는 요크에 대해서도 적용할 수 있다.

즉, 도시는 생략하였으나, 영구 자석을 사마륨 코발트(samarium cobalt) 혹은 네오듐(neodymium) 등의 소재로 미리 성형하고, 또한 요크를 순철 Fe 혹은 규소강 Fe-Si 등의 소재를 사용해서 소결 혹은 프레스 가공에 의해 미리 성형한다. 그래서, 이들을 규소강 Fe-Si 혹은 퍼멘쥴 Fe-Co-V 등의 강자성 재의 분말과 결합제를 혼련하여 베이스 프렘 원형을 형성하는 사출 성형 과정에서 아웃써트법(outsert method)에 의해 베이스 프레임과 일체화하여 탈결합제 후 소결 한다.

이에 따라, 자기 회로를 구성하는 요크를 가급적 자기 손실이 적게 성형할 수 있다.

본 발명은 와이어 임팩트식 도트 프린터용 인자 헤드를 구성하는 부품과 그 성형 방법에 관한 것이다.

제1도와 제2도, 제3도와 제4도 및 제5도와 제6도는 각각의 인자헤드용 구성 부품의 결합 일체화 공정에 대해서 도시한 사시도와, 그 공정도이고,

제7도는 인자 헤드용 구성 부품의 결합 일체화 공정에 대해서 도시한 사시도이며,

제8도는 와이어 임팩트식 도트 프린터용 인자 헤드의 한예를 도시한 도면이다.

본 발명은 도트식 프린터의 임팩트 도트 헤드에 사용되는 것이며, 보급되는 여러가지 도트 임팩트 프린터에 적용 할 수 있으며, 그 성능 향상 및 저렴한 제조 단가에 크게 기여하는 것이다.

Claims (6)

1. 인자 헤드용 자기회로 구성 부품중, 복수의 부재의 결합체로서 구성되는 상기 구성 부품의 하나 이상의 부재를 금속 분말을 사용해서 성형하여 소결하는 과정에서, 미리 성형된 다른 부재와 일체 결합시킨 것을 특징으로 하는 와이어 임팩트식 도트 프린터용 인자 헤드의 구성 부품.
2. 복수의 부재의 결합체로 구성되는 인자 헤드용 자기회로 구성 부품을 대상으로 하여, 이 구성 부품을 구성하는 하나 이상의 부재를 금속 분말을 사용해서 사출 성형법에 의해 성형하는 단계, 상기 하나의 부재를 소결하는 단계 및, 상기 소결 단계에서 상기 하나의 부재를 미리 성형된 다른 부재와 결합하여 일체적으로 소결시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어 임팩트식 도트 프린터용 인자 헤드의 구성 부품의 성형 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 금속 분말이 고투자율 재료 또는 고포화 자속 밀도 재료인 것을 특징으로 하는 와이어 임팩트식 도트 프린터용 인자 헤드의 구성 부품의 성형 방법.
4. 제2항에 있어서, 자성 재료의 미분말과 결합제를 혼련하는 단계, 상기 혼련된 물질을 사출 성형하는 단계, 고온에서의 상기 결합제를 제외하는 탈 결합제 단계 및, 상기 하나의 부재를 미리 성형된 다른 부재와 결합하여 일체적으로 소결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어 임팩트식 도트 프린터용 인자 헤드의 구성 부품의 성형 방법.
5. 제3항에 있어서, 복수의 부재가 코어(5)와 베이스 프레임(2)인 것을 특징으로 하는 와이어 임팩트식 도트 프린터용 인자 헤드의 구성 부품의 성형 방법.
6. 제2항에 있어서, 복수의 부재가 플런저(8)와 레버 편(9)인 것을 특징으로 하는 와이어 임팩트식 도트 프린터용 인자 헤드의 구성 부품의 성형 방법.