JPS6235857A - 電磁アクチユエ−タ機構 - 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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、クラッパ・アーマチュア即ち回転するアーマ
チュアが電磁石の付勢時にヨークに引きつけられるよう
な電磁アクチュエータ機構に関する０本発明のアクチュ
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ュエータ
機構、即ち従来のクラッパ・アーマチュアの電磁石と、
特公昭５９−４４７６６号に原理が記されたようなアク
チュ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
チュ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ャップを
形成する。この作動ギャップの整列線の方向に移動し得
るラムが磁気作動ギャッ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ャッ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ィスク状又は直方体状のア
ーマチュ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
チュア部材はそれらの容積が作動ギャップの容積と同じ
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、アーマチュア部材が電磁石の
作動ギャップの実質上、外部に位置づけられる。電磁石
の付勢時には。

アーマチュア部材が作動ギャップの内側に引かれ、その
過程で加速される。

Ｃ０発明が解決しようとする問題点 しかし、この種のラム・アクチュ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。

従来のクラッパ・アーマチュア型の電磁石アクチュエー
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・ディスクロージャ・ブレチン第１
６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ュエータ機構を提供することにあ
る。

Ｄ６問題点を解決するための手段 電磁石を付勢すると、クラッパ・アーマチュア１は、矢
印の方向りに移動し、その軸１０の廻りに回転運動する
。クラッパ・アーマチュア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字状の断面になっている
。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、クラッパ・アーマチ
ュア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間に磁気作動ギャップ９を形成す
るよう互いに向かい合う方向に曲がっている。中央脚部
７の磁極面７Ａは作動ギャップ９の内側にあっても外側
にあっても良い。

電磁石２が付勢されるとき、クラッパ・アーマチュア１
が作動ギャップ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５Ａ、６Ａの一方には、クラッパ
・アーマチュア１を横切る磁束の約半分が通る。クラッ
パ・アーマチュア１の幅Ｃは、枢動軸１０及び作動ギャ
ップ９間の長さよりもかなり短い、換言すると、クラッ
パ・アーマチュア１の幅Ｃの２倍よりも多いと好適であ
る。このアクチュエータ機構を通る磁束は磁力線４Ｂの
一群によって表わされる０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
ラッパ・アーマチュアは、中央脚部７の中心を通るクラ
ッパ・アーマチュアの移動する面ＩＡに略対称に位置づ
けられるのが好ましい、このクラッパ・アーマチュアの
移動する端部はスイッ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
磁アクチュ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に連結されるクラッパ・アーマチュア２
２である。基部２１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、
溶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間には作動ギャップが設けられる。クラッパ・アーマ
チュア２２自体の一端はブロック２６の傾斜面に固定さ
れている。プロツり２６は基部２１の正面部の凹みに配
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、互いにつながっている。クラッパ
・アーマチュ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、クラッパ・アーマ
チュア２２が電磁石の付勢時に作動ギャップ中に引かれ
るとき枢動部として機能する。クラッパ・アーマチュア
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
の作動ギャッ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に沿う断面図であって、磁石
のヨーク構造及びクラッパ・アーマチュア中の磁路を示
す。

第３図では、磁力線３０か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、作動ギャップ２７中に引かれるアーマチュア２
２−３の部分も示す。アーマチュアが作動ギャップ中に
引かれるときの初期に生じる力は主として、クラッパ・
アーマチュア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（ここに作動ギャッ
プが形成される）に生じる引きつけ力の関数である。電
磁アクチュエータのこの原理は前述の特公昭５９−４４
７６６号で知られている。

クラッパ・アーマチュア２２−３が作動ギャップの中に
更に引かれていくと、中央脚部２１−２の磁極面２１−
３によってその引き付は力が段々増加する。クラッパ・
アーマチュ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１
４０３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５９−４４
７６６号による電磁石アクチュエータ機構の利点と、従
来のクラッパ・アーマチュア・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、クラッパ・アーマチュア及び
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ャップは実線
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って、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、クラッパ・アーマチュア及びヨーク脚
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　　作動ギャップ中に（特に加速終了時に）クラッ
パ・アーマチュアが非対称に位 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字状のクラッパ・アーマチュアと
、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、移動距離水 第４Ｃ図の例では、クラッパ・アーマチュアが矩形の断
面を有している。

利点　　製造容易、アーマチュアの質量小弟４Ｄ図の例
では、クラッパ・アーマチュアが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、クラッパ・アーマチュアが（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。

Ｆ１発明の効果 本発明によれば外側脚部のほかに中央脚部があるため、
電磁石の付勢時に徐々に引きっけ力が増大し、力が強く
、作動時間も短く、スペースも狭くて済む電磁アクチュ
エータ機構が提供される。

【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
電磁アクチュ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、クラッパ・
アーマチュ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・・・・クラッパ・アーマチュア、２・・・・電磁石
。 ＩＡ・・・・クラッパ・アーマチュアの移動する面。 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・・・・磁気作動ギャップ、１０
・・・・枢動軸。 出願人　　インターナショナル・ビジネス・マシーンズ
・コーポレーション 代理人　　弁理士　　岡　　１）　次　　生（外１名） １−　　クラッパ１マーマ斗エア ＦＩＧ、３

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）付勢コイル及び磁化可能なヨーク構造を含む電磁
   石と回転するアーマチュアとを含み、該電磁石の付勢時
   に該ヨーク構造によつてクラッパ・アーマチュアが引き
   つけられる電磁アクチュエータ機構にして、 上記ヨーク構造が、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から成る略Ｅ字状の断
   面を有し、上記付勢コイルを捲回した上記中央脚部の磁
   極面はクラッパ・アーマチュアと対向し、上記２本の外
   側脚部の自由端は互いに向い合う方向に曲がつていて該
   ２本の外側脚部の磁極面相互間に磁気作動ギャップが形
   成され、且つ該磁気作動ギャップの外側又は内側に上記
   中央脚部の磁極面が位置づけられることを特徴とする電
   極アクチュエータ機構。
2. （２）上記アーマチュアの断面形状が、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
   クチュエータ機構。