JPH06304374A - ミシンの振動抑制装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 針棒が上下往復運動を行うことにより発生す
る針板、滑り板、及びそれらの近傍のベッド部分での振
動を、ミシンの機械的強度を低下させることなく、ま
た、複雑な設計を取り入れることなく、簡単な装置によ
りミシンの振動を低減させることのできるミシンの振動
抑制装置を提供することを目的とする。 【構成】 上軸３１に取り付けられている回転数検知装
置６０により検知される上軸回転数の信号と針棒位置検
知装置６２により検知される針棒位置の信号とから得ら
れる、針棒４０が上下往復運動することにより発生する
振動の信号を、制御ボックス８０において逆位相の振動
に変換し、その振動の信号を圧電アクチュエータ７４に
印加することにより、前記逆位相の振動を発生させ、針
棒４０が上下往復運動することにより発生する振動を打
ち消す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ミシンの振動抑制装置
に係り、特に針棒の上下往復運動により発生する振動を
低減させることを特徴とするミシンの振動抑制装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ミシンにおいては、振動の発生を
抑制するために種々の工夫がなされている。

【０００３】それ等の具体例を、従来のミシンの本体内
部の構成を示した図７に基づいて説明する。

【０００４】第一に、針棒４０及びそれに付随して上下
往復運動する針棒抱き４６等の機構全体の質量を軽減
し、針棒４０の上下往復運動により発生する振動そのも
のを低減するようにしたものがある。例えば、針棒４０
においては、従来、その材質として丸棒状の鋼材を使用
していたが、中空のアルミ材に変更することにより、そ
の質量の軽減を図っている。

【０００５】第二に、針棒４０の上下往復運動により発
生する振動、天秤３６の揺動運動により発生する振動、
及び針棒４０と天秤３６に付随している部品等の運動に
より発生する振動を、同じく針棒４０及び天秤３６に付
随している天秤クランク３４が回転運動を行うことによ
り発生する振動で相殺させるように、各部品の材質、寸
法、及び配置等を決定するようにしたものがある。

【０００６】第三に、アーム２２の部材の肉厚を増し、
アーム２２の剛性を高めることにより振動の発生を抑え
るようにしたものがある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記第
一の従来技術である針棒４０及びそれに付随して上下往
復運動する機構全体の質量を軽減することは、機構全体
の機械的強度を低下させることになるので、質量の軽減
には限界があり、それに伴って振動の低減にも限界があ
る。

【０００８】また、上記第二の従来技術においては、針
棒４０、天秤３６、及びそれらに付随して運動している
天秤クランク３４等の部品が、互いに複雑な相互運動を
しており、しかもその相互運動は高速運動であるため、
振動を低減させるように各部品をバランスよく設計する
ことは非常に困難である。

【０００９】更に、上記第三の従来技術であるアーム２
２の剛性を高めることは、部品コストを高騰させること
になり、また、アーム２２の剛性を高めることは、ミシ
ン全体の重量を増加させ、ミシンの重量を軽減して作業
者の取扱いを容易にしようという設計の意図からはずれ
ることになる。

【００１０】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、ミシンの機械的強度を低下させ
ることなく、また、複雑な設計を取り入れることなく、
簡単な装置によりミシンの振動を低減させることのでき
るミシンの振動抑制装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のミシンの振動抑制装置は、針棒の上下往復運
動により発生する振動を検知する振動検知手段と、前記
振動検知手段により検知された振動を打ち消す振動に変
換する振動変換手段と、前記振動変換手段により変換さ
れた振動を発生する振動発生手段とを備えている。

【００１２】また、針棒の上下往復運動により発生する
振動と、前記振動発生手段により発生する振動との合成
振動を検知する振動センサーを備え、前記振動センサー
により検知された合成振動を前記振動変換手段によって
逆位相の振動に変換し、その逆位相の振動と前記振動発
生手段により発生する振動とを合成することにより得ら
れる振動を前記振動発生手段から発生させるように構成
することが望ましい。

【００１３】

【作用】上記の構成を有する本発明のミシン振動抑制装
置においては、振動検知手段が針棒の上下往復運動によ
り発生する振動を検知し、振動変換手段がその検知した
振動を打ち消す振動に変換し、その変換された振動を振
動発生手段が発生する。これによって、ミシンの振動を
低減することができる。

【００１４】また、振動センサーは針棒の上下往復運動
により発生する振動と、前記振動発生手段により発生す
る振動との合成振動を検知し、その合成振動を前記振動
変換手段が逆位相の振動に変換し、その逆位相の振動と
前記振動発生手段により発生する振動と合成されること
により得られる振動を前記振動発生手段が発生する。こ
れによって、ミシンの振動を更に低減することができ
る。

【００１５】

【実施例】以下、本発明を具体化した実施例を図面を参
照して説明する。

【００１６】先ず、第一の実施例について説明する。ミ
シンの外観を示す図１において、ミシン本体１６は、テ
ーブル１０と前記テーブル１０に固定されているオイル
パン１２の上に防振ゴム１４を介し設置され、テーブル
１０の下部に固定されているモーター１８により駆動さ
れる。

【００１７】また、ミシン本体１６はオイルパン１２に
接している下部のベッド２０と、上部のアーム２２とに
よって構成されている。

【００１８】ミシン本体１６内部の構成を図２に示す。
プーリー３０はアーム２２内に設置されている上軸３１
の一端に固定されており、そのプーリー３０と図１中の
モーター１８はベルト３２により連結されている。モー
ター１８の駆動力はベルト３２、プーリー３０を介し上
軸３１に伝えられる。

【００１９】上軸３１の他端には天秤クランク３４が固
定されており、天秤クランク３４は、上軸３１の回転に
伴って回転運動する。天秤３６は天秤クランク３４と連
結しており、上軸３１の回転に併せて上下に揺動運動す
る。針棒４０は、針棒クランク４２、針棒連結棒４４、
及び針棒抱き４６を介し天秤クランク３４に連結してお
り、上軸３１の回転に伴ってアーム２２に固定された針
棒メタル５０、及び針棒メタル５２に案内されながら上
下往復運動する。以下、プーリー３０側を右側、針棒４
０側を左側とする。

【００２０】上軸３１の右側端部には回転数検知装置６
０が設けられており、また、回転数検知装置６０の左隣
には、針棒位置検知装置６２が設けられている。

【００２１】ベッド２０の下部で、針板７０、滑り板７
２等の下方には、圧電アクチュエータ７４、バネ７６、
及び錘り７８が設けられている。バネ７６は滑り板７２
の前後においてベッド２０下面の二箇所に固定されてお
り、錘り７８はバネ７６の下端に固定されている。圧電
アクチュエータ７４はベッド２０下面と錘り７８上面の
間にバネ７６の引っ張り力により挟み込まれている。

【００２２】図１中の制御ボックス８０は、モーター１
８に隣接して固定されている。

【００２３】また、第一の実施例におけるミシンの振動
抑制装置の制御系は図３のブロック図に示すように、回
転数検知装置６０、針棒位置検知装置６２、制御ボック
ス８０、及び振動発生装置９０から構成されている。

【００２４】回転数検知装置６０は、上軸３１の回転数
を検知し、針棒位置検知装置６２は、針棒４０の上下往
復運動中における針棒の位置を検知する。そして、回転
数検知装置６０と針棒位置検知装置６２とが振動検知手
段を構成している。

【００２５】制御ボックス８０は、制御プログラムや制
御データを記憶したＲＯＭ、外部から取り込んだデータ
を一時的に記憶するＲＡＭ、各種データに基づいて演算
制御するＣＰＵ、及びそれらを接続するバス等によって
構成されている。その制御ボックス８０は、モーター１
８の回転速度を制御することにより上軸３１の回転速度
を制御したり、回転数検知装置６０及び針棒位置検知装
置６２からの情報を取り入れている。また、振動検知手
段からの振動の信号を取り入れ、演算処理をして、逆位
相の振動に変換する。

【００２６】振動発生装置９０は、圧電アクチュエータ
７４、バネ７６、及び錘り７８から成り、振動発生手段
を構成している。そして、振動発生装置９０は、制御ボ
ックス８０において、逆位相に変換された振動を発生す
る。

【００２７】第一の実施例は以上に説明したように構成
される。

【００２８】次に、第一の実施例のミシンの振動抑制装
置の動作について説明する。

【００２９】まず、ベルト３２及びプーリー３０を介し
てモーター１８の回転が上軸３１に伝達され、上軸３１
の回転に併せて上軸３１に固定されている天秤クランク
３４も回転する。その回転運動は、針棒クランク４２、
針棒連結棒４４、針棒抱き４６とを介して、アーム２２
に固定された針棒メタル５０及び針棒メタル５２に案内
されながら連動する針棒４０の上下往復運動へと変換さ
れる。

【００３０】この時、針棒メタル５０及び針棒メタル５
２付近のアーム２２には針棒４０の上下往復運動とは逆
位相の振動が発生し、その振動の振幅はアーム２２をプ
ーリー側へ伝わるに従って小さくなり図２中のアーム２
２のＡ地点にて一旦０となる。Ａ地点より下方では前記
振動の逆位相の振動が発生し、その振動の振幅はベッド
２０の針板７０の取り付け部方向へ伝わるに従って大き
くなり、作業者が頻繁に触れ、且つ振動の最も大きい部
分である針板７０、滑り板７２、及びそれらと接触して
いる付近のベッド２０の周辺で最大となることが実験値
より明らかになっている。

【００３１】図２中のＡ、Ｂ、Ｃ各地点における振動の
様子を測定した結果を図４に示す。図４中のａ、ｂ、ｃ
の振動曲線は、それぞれミシン本体のＡ、Ｂ、Ｃ各地点
に対応しており、曲線ｄは針棒メタル５０の周りのアー
ム２２での振動曲線、曲線ｅは滑り板７２上の振動曲線
を示している。また、回転数検知装置６０より得られる
上軸３１の回転数の信号と針棒位置検知装置６２より得
られる針棒４０の位置の信号とが同時に発生している状
態においては、針棒４０が上下往復運動を行うことによ
り発生する振動の曲線ｆが得られる。

【００３２】曲線ｆの信号は、制御ボックス８０に取り
込まれ、演算処理されて逆位相の信号に変換され、その
逆位相の信号は、制御ボックス８０から圧電アクチュエ
ータ７４へ送られる。圧電アクチュエータ７４は、送ら
れてくる信号に応じて上下に伸縮し、圧電アクチュエー
タ７４に接している錘り７８を振動させる。その振動
と、針棒４０の上下往復運動により発生しアーム２２、
ベッド２０を伝わり、滑り板７２上に発生する振動とが
合成される結果、針板７０、滑り板７２、及びそれらと
接触している付近のベッド２０の周辺で発生する振動は
低減される。

【００３３】図５中の曲線ｇは、圧電アクチュエータ７
４の伸縮運動により錘り７８が発生する振動の曲線であ
り、曲線ｈは曲線ｇの振動と曲線ｅに示される滑り板７
２上に発生する振動との合成後の振動を示している。実
際、その曲線ｈのレベルまで振動が低減される。

【００３４】次に、第二の実施例について説明する。図
１に示すように、振動センサー８２を滑り板７２の後方
のテーブル２０上に設ける。その他の構成は第一の実施
例と同様である。振動センサー８２は針棒４０の上下往
復運動により滑り板７２に発生する振動（図４中曲線
ｅ）と、圧電アクチュエータ７４の伸縮運動により錘り
７８が発生する振動（図５中曲線ｇ）との合成振動（図
５中曲線ｈ）を検知する。即ち、振動センサー８２は前
記第一の実施例において、低減された振動を検知してい
る。

【００３５】次に、第二の実施例のミシンの振動抑制装
置の動作について説明する。

【００３６】振動センサー８２により検知された振動の
信号は制御ボックス８０に取り入れられ、演算処理され
て逆位相の信号に変換される。その逆位相の信号は、図
４中の曲線ｆの信号を演算処理して逆位相に変換された
信号と合成され、その合成された信号は、制御ボックス
８０から圧電アクチュエータ７４へ送られる。圧電アク
チュエータ７４は、その送られてくる信号に応じて上下
に伸縮運動し、圧電アクチュエータ７４に接している錘
り７８を振動させる。その振動と、針棒４０の上下往復
運動により発生しアーム２２、ベッド２０を伝わり、滑
り板７２上に発生する振動とが合成される結果、針板７
０、滑り板７２、及びそれらと接触している付近のベッ
ドの周辺で発生する振動は第一の実施例に比較して更に
低減される。

【００３７】図６中の曲線ｉは、初めに圧電アクチュエ
ータ７４の伸縮運動により錘り７８が発生する振動（図
５中曲線ｇ）と、振動センサー８２が検知した振動（図
５中曲線ｈ）の逆位相の振動との合成後の振動の曲線で
あり、この曲線ｉの振動が、次ぎに圧電アクチュエータ
７４の伸縮運動により発生する。曲線ｊは曲線ｉの振動
と曲線ｅに示される滑り板７２上に発生する振動との合
成後の振動を示している。

【００３８】このように前記各実施例のミシンの振動抑
制装置においては、新規部品を多く加えたり、複雑な設
計を取り入れることなく、従来から使用している部品を
使用して構成されているので、ミシンの機械的強度を低
下させることなく、従来のミシン本体の製造コストを維
持して、性能の良いミシンの振動抑制装置を提供するこ
とができる。

【００３９】尚、前記各実施例においては針棒４０の上
下往復運動により発生する振動の検知手段として、従来
からミシンに設けられている回転数検知装置６０及び針
棒位置検知装置６２を使用したが、振動センサーを振動
検知手段として使用してもよい。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明のミシンの振動抑制装置によれば、針棒の上下往復
運動により発生する振動そのものを抑制するのではな
く、発生した振動を打ち消す振動を振動発生手段により
発生するように構成されているので、ミシンの機械的強
度を低下させることなく、また、複雑な設計を取り入れ
ることなく、簡単な装置により、ミシンの振動を確実に
低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のミシンの外観図である。

【図２】本発明のミシン本体の内部構成図である。

【図３】本発明のミシンの振動抑制装置のブロック図で
ある。

【図４】ミシンの各点における振動の様子を表わした図
である。

【図５】本発明のミシンの振動抑制装置を動作させた場
合の振動の様子を表わした図である。

【図６】振動センサーの信号をフィードバックして振動
抑制装置を動作させた場合の振動の様子を表わした図で
ある。

【図７】従来のミシン本体の内部構成図である。

【符号の説明】

３１ 上軸 ６０ 回転数検知装置 ６２ 針棒位置検知装置 ７４ 圧電アクチュエータ ７６ バネ ７８ 錘り ８０ 制御ボックス

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上下往復運動可能な針棒を備えたミシン
   において、 針棒の上下往復運動により発生する振動を検知する振動
   検知手段と、 前記振動検知手段により検知された振動を打ち消す振動
   に変換する振動変換手段と、 前記振動変換手段により変換された振動を発生する振動
   発生手段と、 を備えたことを特徴とするミシンの振動抑制装置。
2. 【請求項２】 針棒の上下往復運動により発生する振動
   と、前記振動発生手段により発生する振動との合成振動
   を検知する振動センサーを備え、前記振動センサーによ
   り検知された合成振動を前記振動変換手段によって逆位
   相の振動に変換し、その逆位相の振動と前記振動発生手
   段により発生する振動とを合成することにより得られる
   振動を前記振動発生手段から発生させるように構成した
   ことを特徴とする請求項１に記載のミシンの振動抑制装
   置。