JPH0533666B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ 産業上の利用分野 本発明は、クラツパ・アーマチユア即ち回転す
るアーマチユアが電磁石の付勢時にヨークに引き
つけられるような電磁アクチユエータ機構に関す
る。本発明のアクチユエータ機構はインパクト・
プリンタで良く使用される。

Ｂ 従来技術 本発明では、２つの異なる原理の既知のアクチ
ユエータ機構、即ち従来のクラツパ・アーマチユ
アの電磁石と、特公昭59−44766号に原理が記さ
れたようなアクチユエータ機構を好適に組合わせ
ている。後者は、特にインパクト・プリンタで高
速の電磁作動式のラム・アクチユエータとして使
用される。この電磁石は基本的には略対称に設計
された磁化可能なヨークの半片の対と付勢コイル
とから成る。これらのヨーク半片の対向する磁極
の端部は、互いに整列した複数個の磁気作動ギヤ
ツプを形成する。この作動ギヤツプの整列線の方
向に移動し得るラムが磁気作動ギヤツプ相互間に
位置づけられる。このラムの断面はこの作動ギヤ
ツプの断面に合わせて作られ、例えばシリンダ状
又は直方体状である。このラムは、磁化可能な材
料でできたデイスク状又は直方体状のアーマチユ
ア部材を複数個含み、それらの間に主として磁化
しない材料のスペーサが配列される。これらのア
ーマチユア部材はそれらの容積が作動ギヤツプの
容積と同じ位の大きさに形成される。電磁石が非
付勢状態にあるときのラムの開始位置では、アー
マチユア部材が電磁石の作動ギヤツプの実質上、
外部に位置づけられる。電磁石の付勢時には、ア
ーマチユア部材が作動ギヤツプの内側に引かれ、
その過程で加速される。

Ｃ 発明が解決しようとする問題点 しかし、この種のラム・アクチユエータの欠点
は横方向の不均衡な力をかなり受けることであ
る。

従来のクラツパ・アーマチユア型の電磁石アク
チユエータはIBM1403印刷装置等で広く使用さ
れているが（IBMテクニカル・デイスクロージ
ヤ・ブレチン第16巻第11号、1974年４月号、第
3529頁第１図を必要に応じ参照のこと）、広いス
ペースが必要であり、電磁効率も2.3％でしかな
いという欠点がある。

本発明の目的は、力が強く、作動時間も短く、
スペースも最小限で良いアクチユエータ機構を提
供することにある。

Ｄ 問題点を解決するための手段 電磁石を付勢すると、クラツパ・アーマチユア
１は、矢印の方向Ｄに移動し、その軸１０の廻り
に回転運動する。クラツパ・アーマチユア１の動
く面は電磁石２のヨーク構造４の磁束の面４Ａに
直角である。磁束の面４Ａからみて、そのヨーク
構造は略Ｅ字状の断面になつている。１本の中央
脚部７と２本の外側の脚部５，６と、それらに共
通の基部８とから成る。中央脚部７の磁極面７ａ
は、付勢コイル３で囲まれており、クラツパ・ア
ーマチユア１と対向する。外側脚部５，６の自由
端は、それらの磁極面５Ａ及び６Ａ間に磁気作動
ギヤツプ９を形成するよう互いに向かい合う方向
に曲がつている。中央脚部７の磁極面７Ａは作動
ギヤツプ９の内側にあつても外側にあつても良
い。

電磁石２が付勢されるとき、クラツパ・アーマ
チユア１が作動ギヤツプ９の中に引かれる。その
際中央脚部７の磁極面７Ａがあるのでその引く力
は段々強くなる。外側磁極５及び６の磁極面５
Ａ，６Ａの一方には、クラツパ・アーマチユア１
を横切る磁束の約半分が通る。クラツパ・アーマ
チユア１の幅Ｃは、枢動軸１０及び作動ギヤツプ
９間の長さよりもかなり短い。換言すると、クラ
ツパ・アーマチユア１の幅Ｃの２倍よりも多いと
好適である。このアクチユエータ機構を通る磁束
は磁力線４Ｂの一群によつて表わされる。局所の
磁束密度はそこを通る磁力線が密になればなる程
高くなる。ヨーク構造及びクラツパ・アーマチユ
アは、中央脚部７の中心を通るクラツパ・アーマ
チユアの移動する面１Ａに略対称に位置づけられ
るのが好ましい。このクラツパ・アーマチユアの
移動する端部はスイツチ運動やストローク運動、
インパクト運動に合わせて設計できる。

Ｅ 実施例 第２図は、インパクト・プリンタに本発明を応
用した電磁アクチユエータ機構の分解斜視図であ
る。

この機構は５個の主要な部材から成る。即ち軟
磁性材料の基部２１、基部２１に挿入される電磁
コイル２５、基部２１に固定される２個のヨー
ク・バー２３及び２４、並びに基部２１に連結さ
れるクラツパ・アーマチユア２２である。基部２
１には凹み２１−１と中央脚部２１−２とがあ
り、後者には磁極面２１−３が設けられる。この
凹みは電磁コイル２５を収容する働きがある。第
２図に示すように、ヨーク・バー２３及び２４が
ねじ結合、熔接ジヨイント等により基部２１の縁
に取付けられる。ヨーク・バー２３，２４の両磁
極面２３−１及び２４−１間には作動ギヤツプが
設けられる。クラツパ・アーマチユア２２自体の
一端はブロツク２６の傾斜面に固定されている。
ブロツク２６は基部２１の正面図の凹みに配設さ
れる。凹み２１−１及び２１−４は、コイル結合
部４０を外側に容易に導けるよう、互いにつなが
つている。クラツパ・アーマチユアのその固定端
に近い部分が板ばね２２−２で形成されている。
その部分は、クラツパ・アーマチユア２２が電磁
石の付勢時に作動ギヤツプ中に引かれるとき枢動
部として機能する。クラツパ・アーマチユア２２
の自由端には、印刷ラム２９（破線で示す）に作
用結合する凹み２２−４が設けられ、ラム２９を
Ｐ方向に移動させる。ヨーク・バー２３，２４の
内側端には特定の作動ギヤツプの形状に適合する
よう傾斜面２３−２，２４−２を設けても良い。

第３図は第２図の線Ａ−Ａに沿う断面図であつ
て、磁石のヨーク構造及びクラツパ・アーマチユ
ア中の磁路を示す。

第３図では、磁力線３０が細い実線で表わされ
る。この磁束密度は磁力線が密であればある程高
くなる。この断面図は、作動ギヤツプ２７中に引
かれるアーマチユア２２−３の部分も示す。アー
マチユアが作動ギヤツプ中に引かれるときの初期
に生じる力は主として、クラツパ・アーマチユア
２２−３の横の面２２−４及び２２−５と磁極面
２３−１及び２４−１との間（ここに作動ギヤツ
プが形成される）に生じる引きつけ力の関数であ
る。電磁アクチユエータのこの原理は前述の特公
昭59−44766号で知られている。

クラツパ・アーマチユア２２−３の作動ギヤツ
プの中に更に引かれていくと、中央脚部２１−２
の磁極面２１−３によつてその引き付け力が段々
増加する。クラツパ・アーマチユアと電磁石のヨ
ークとの間のこの種の引きつけ技法は一般に知ら
れている（例えばIBMシステム1403印刷装置の
印刷ハンマ駆動装置）。しかしこの既知のシステ
ムに於ける磁束の面は、本発明による機構のもの
と異なる（例えば駆動面の点で）。

第３図の参照番号は、第２図のと対応する。

本発明の機構は、既に述べたとおり、特公昭59
−44766号による電磁石アクチユエータ機構の利
点と、従来のクラツパ・アーマチユア・システム
の利点とを組合せたものである。

第４Ａ図乃至第４Ｅ図は、クラツパ・アーマチ
ユア及び磁気ヨーク構造の断面形状が異なる実施
例の、第３図のと同様の断面図である。

ヨーク中の磁力線、ヨークの近傍の作動ギヤツ
プは実線で示す。磁力線の密度が高い程磁束密度
も高い。ヨークの脚部の自由端を傾けることによ
つて、磁束についてもその形状特有の利点が得ら
れる。

第４Ａ図の例は、クラツパ・アーマチユア及び
ヨーク脚部の端部の両方に、傾斜した内側の端部
が設けられた組合せである。

利 点 作動ギヤツプ中に（特に加速終了時に）クラツ
パ・アーマチユアが非対称に位置づけられている
ので、横方向の力が低くなる。

第４Ｂ図の例では、Ｔ字状のクラツパ・アーマ
チユアと、内側の端部が傾斜している外側ヨーク
脚部との組合せである。

利 点 エネルギ大、移動距離小 第４Ｃ図の例では、クラツパ・アーマチユアが
矩形の断面を有している。

利 点 製造容易、アーマチユアの質量小 第４Ｄ図の例では、クラツパ・アーマチユアが
π字状の断面を有している。

利 点 初期加速度大 第４Ｅ図の例では、クラツパ・アーマチユアが
（逆さの）Ｕ字状断面を有している。

利 点 第４Ｄ図の例のよりも低い横方向の力なので初
期加速度が一層大となる。

尚、第１図に於て、中央脚部７の磁極面７Ａの
幅Ｂは、外側脚部５，６の磁極面５Ａ，６Ａ間の
距離Ｃの略半分に構成するのが好適である。

Ｆ 発明の効果 本発明の電磁アクチユエータは、中央脚部と外
側脚部とのアーマチユアに対する特定の配置によ
り、アーマチユアを外側脚部との間のエツジ効果
で強力に引きつけるとともに、中央脚部でもアー
マチユアが近付く程強力に引きつけ、互いに協働
して強力な引きつけ力が得られる。また作動時間
も短いため高速の反復動作を可能ならしめる。ま
た２本の外側脚部のみではその側方へ引きつけ力
が製造誤差等で互いにバランスしにくいという悪
影響があつたが、本発明ではアーマチユアの移動
中増大していく中央磁極の引きつけ力によつてそ
れを低減するという顕著な効果がある。またヨー
ク構造のＥ字状の断面と交わる方向にアーマチユ
アが移動するので、他の方向に移動する場合に比
べて大きなエツジ効果（磁束密度が集中して大き
な磁気力を生じる）が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、インパクト・プリンタで使用できる
本発明の電磁アクチユエータ機構の斜視図であ
る。第２図は、第１図の機構の分解図である。第
３図は、第２図の線Ａ−Ａに沿う断面図である。
第４Ａ図乃至第４Ｅ図は、第３図のと同様、クラ
ツパ・アーマチユア及び磁気ヨークの異なる形状
の組合せ構造を示す断面図である。 １……クラツパ・アーマチユア、２……電磁
石、１Ａ……クラツパ・アーマチユアの移動する
面、３……付勢コイル、４……ヨーク構造、４Ａ
……磁束の面、４Ｂ……磁力線、５，６…外側脚
部、７……中央脚部、５Ａ，６Ａ，７Ａ……磁極
面、８……基部、９……磁気作動ギヤツプ、１０
……枢動軸。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 付勢コイル及び磁化可能なヨーク構造を含む
   電磁石と、枢動部を中心として回転運動可能な長
   尺状のクラツパ・アーマチユアとを備え、該電磁
   石の付勢時に該ヨーク構造に上記アーマチユアを
   引きつける電磁アクチユエータ機構において、 上記ヨーク構造は全体として直方体状の形状を
   有していて、その長手方向に対し直角の断面が略
   Ｅ字状となるようにそれぞれ長手方向に延びる、
   １本の中央脚部と、２本の外側脚部と、これらの
   脚部に共通の基部とを有し、上記中央脚部に上記
   付勢コイルを捲回し、上記２本の外側脚部の自由
   端を互いに向い合う方向に曲げてそれらの端部に
   ある磁極面相互間に長手方向に延びる磁気作動ギ
   ヤツプを形成し、該磁気作動ギヤツプの外側又は
   内側に上記中央脚部の端部にある磁極面を位置づ
   け、 上記電磁石の付勢時に上記アーマチユアが上記
   磁気作動ギヤツプ内に引き込まれ、且つ上記中央
   脚部から生ぜられる磁束が上記アーマチユアを横
   方向に通つて上記外側脚部の磁極面に流れるにつ
   れて上記中央脚部の磁極面によつてさらに強く引
   きつけるように、上記アーマチユアを上記磁気作
   動ギヤツプ及び上記中央脚部の磁極面と略平行に
   且つその近傍に配設するとともに、上記アーマチ
   ユアの長さを上記磁気作動ギヤツプの長さよりは
   十分に長く且つ上記アーマチユアの長さがその巾
   の少くとも２倍より大きくなるようにしたことを
   特徴とする、 電磁アクチユエータ機構。 ２ 上記アーマチユアの断面形状が矩形、傾斜面
   の端部をもつ矩形、、Ｔ字状、Ｕ字状、又はπ字
   状であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の電磁アクチユエータ機構。